Elektrische Ladung in einem Magnetfeld

1. das Erdmagnetfeld zu kompensieren

1. Beachten Sie, dass in diesem Experiment gibt es zwei unabhängige Stromkreise:
   1. Stromversorgung an den Spulen, die das magnetische Feld ( Abbildung 2) zu erstellen. Der Strom wird durch ein Drehknopf eingestellt, und die Schaltung enthält eine digitale Amperemeter, mit dem den Strom gemessen werden kann. Ein zweipolig Doppel-Throw-Schalter dient zum Umkehren der Richtung des Stromes an den Spulen geliefert, das magnetische Feld umkehrt.
   2. Die zweite Schaltung ( Abbildung 3) läuft die Elektronenröhre. Gibt es eine Hochspannungsversorgung, setzt die Beschleunigungsspannung und einem alternierenden Signal 6,3 V mit einem Filament verbunden. Elektronen sind in gewissem Sinn, gekocht aus dem Filament und dann durch die Beschleunigungsspannung beschleunigt.
2. Schalten Sie in der zweiten Schaltung die Hochspannungs-Stromversorgung einschalten das Filament. Das Licht, das im Inneren der Röhre schaltet ist die glühende Wendel.
3. Nach und nach die Hochspannung auf ca. 2.000 V aufdrehen. Teil des Bildschirms in der Röhre, die durch den Elektronenstrahl betroffen ist, sollte leuchten blau, den Elektronenstrahl sichtbar zu machen.
   1. Beachten Sie, dass dies nicht bedeutet, dass Elektronen sind blau - die Beschichtung auf dem Bildschirm ist phosphoreszierende und ein blaues Licht abgibt, wenn die Atome dieser Beschichtung von den Elektronen angezogen werden.
4. Stellen Sie den Strom durch die Spulen, die das einheitliche Magnetfeld zu erzeugen. Da der Strom nach oben oder unten angepasst ist, ändert den Pfad des Balkens. Stellen Sie den Strom um den Strahl über einen bestimmten (X, Y) in der Startaufstellung zu übergeben. Notieren Sie die Größe des Stromes erforderlich, um den Strahl diesen Punkt durchlaufen haben.
5. Den Strom auf den Balken in die entgegengesetzte Richtung Kurve umzukehren, und passen Sie den aktuellen, bis der Strahl durch den Punkt (X, −Y) verläuft (das Spiegelbild der ursprünglichen Punkte). Wieder, notieren Sie sich die Größe des Stromes erforderlich, um den Strahl diesen speziellen Punkt durchlaufen haben.
6. Überprüfen Sie, ob die Größen der beiden Strömungen unterscheiden. Es sei denn, das Rohr passiert ausgerichtet werden, so ist der Elektronenstrahl parallel zum Erdmagnetfeld, hinzugefügt das Feld der Spulen Feld der Erde, wenn der Strom in einer Richtung und subtrahiert, wenn der Strom in die andere Richtung ist.
7. Während das Experiment durchschnittliche die Größen der beiden Ströme, der Strom benötigt, um den Strahl zu haben durchlaufen einen bestimmten (X, Y) Punkt in der Startaufstellung, und der Strom erforderlich, durch die spiegelbildliche Punkt (X, −Y), um die Wirkung des magnetischen Feldes der Erde zu entfernen.

Abbildung 2 : Schaltplan für die Helmholtzspulen. Die Stärke des Magnetfeldes erstellt von der Helmholtzspulen ist proportional zum Strom durch sie. An den Spulen vom einstellbaren Netzteil gelieferte Strom wird durch das digitale Amperemeter gemessen. Die Doppelschaltung soll leicht umkehren der Richtung der Strom durch die Spulen, die Richtung des magnetischen Feldes umkehrt. Beachten Sie, dass die zwei Anschlüsse an jeder Spule gekennzeichnet sind A und Z und die beiden Z sollten miteinander verbunden werden, um sicherzustellen, dass die Spulen Magnetfelder in die gleiche Richtung und nicht in entgegengesetzte Richtungen produzieren.

Abbildung 3 : Schaltplan für die Ausführung der Elektronenröhre. Die glühende Wendel, die die Quelle der Elektronen ist wird von einem 6,3 V Wechselstrom Quelle geführt. Beachten Sie, dass die negative Seite des Hochspannungs-Signals auch auf der einen Seite des Fadens, verbunden ist, während das positive Hochspannung-Signal (in der Größenordnung von 2.000-3.000 V DC) mit einer Elektrode auf der rechten Seite der Beschleunigungszone verbunden ist. Dies führt zu ein großen elektrischen Feld links in die Beschleunigungszone beschleunigt die Elektronen von links nach rechts gerichtet.

2. Datenerhebung für eine bestimmte (X, Y) und (X, Y −) Kombination

1. Beachten Sie, dass die Röhren teuer und etwas zerbrechlich sind. Nicht mehr als 3.500 V für die Beschleunigungsspannung, und dreht die Beschleunigungsspannung auf Null, wenn Messungen nicht getroffen werden.
2. In diesem Teil des Experiments, nehmen fünf Datensätze, jeweils mit einer anderen beschleunigende Spannung mit der gleichen (X, Y) und (X, −Y) Kombination.
3. Beachten Sie, dass die Beschleunigungsspannung erhöht und die Elektronen schneller fahren, biegen sie nicht so viel und das magnetische Feld von den Spulen muss daher erhöht werden, um den Strahl der gleichen Stelle auf dem Bildschirm durchlaufen haben. Wählen Sie eine bestimmte (X, Y) und (X, −Y) Punkt, der für diesen Teil des Experiments verwendet. Verwenden Sie Gleichung 10 , um den entsprechenden Radius der Strahlengang zu berechnen.
4. Zeichnen Sie für eine bestimmte Beschleunigungsspannung das Ausmaß des Stromes notwendig, um den Strahl durch den gewählten (X, Y) Punkt verläuft. Umzukehren Sie die aktuelle, und notieren Sie die Größe des Stroms benötigt, um den Strahl der Spiegelbild Punkt (X, −Y) durchlaufen haben.
5. Durchschnitt der beiden Strömungen um den Einfluss des Erdmagnetfeldes zu entfernen.
6. Verwenden Sie die durchschnittliche Stromstärke in Gleichung 8 um die Stärke des magnetischen Feldes zu berechnen.
7. Verwenden Sie die Werte von beschleunigende Spannung, Radius und Magnetfeld, um das Ausmaß der Ladungs-Masse-Verhältnis des Elektrons zu berechnen.
8. Wählen Sie eine neue Beschleunigungsspannung, und wiederholen Sie die Schritte 2,3 bis 2,7. Weiter, dies zu tun, bis fünf Sätze von Daten gesammelt worden sind.
9. Das Ausmaß der durchschnittlichen Ladungs-Masse-Verhältnis für das Elektron zu berechnen.

3. Datenerhebung für eine bestimmte Spannung zu beschleunigen

1. Sammeln Sie fünf weitere Datensätze. Dieses Mal die beschleunigende Spannung konstant halten und ändern (X, Y) und (X, −Y) Punkte, die der Strahl durchläuft. Notieren Sie die Daten.
2. Das Ausmaß der durchschnittlichen Ladungs-Masse-Verhältnis für das Elektron zu berechnen.
3. Durchschnittlich zwei durchschnittliche Ladungs-Masse-Verhältnisse aus Abschnitt 2 und 3 und Staat mögliche Fehlerquellen im Versuch ermittelt.