Charge électrique dans un champ magnétique

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1. compenser le champ magnétique terrestre

Notez qu’il y a deux circuits indépendants dans cette expérience :
1. Fourniture de courant à des bobines qui créent le champ magnétique ( Figure 2). Le courant est défini par un cadran rotatif, et le circuit comprend un ampèremètre numérique qui permet le courant à mesurer. Un interrupteur va-etvient bipolaire est utilisé pour inverser le sens du courant fourni à des bobines, qui annule le champ magnétique.
2. Le deuxième circuit ( Figure 3) exécute le tube électronique. Il y a une alimentation haute tension, qui définit la tension d’accélération et un signal alternatif de 6,3 V relié à un filament. Les électrons sont, en quelque sorte, bouilli hors du filament et puis accélérés par la tension d’accélération.
Dans le second circuit, allumez l’alimentation haute tension pour allumer le filament. La lumière qui s’allume à l’intérieur du tube est le filament incandescent.
Augmentez progressivement le niveau de tension à environ 2 000 V. La partie de l’écran à l’intérieur du tube, qui est touché par le faisceau d’électrons, devrait s’illuminer bleu, visibiliser le faisceau d’électrons.
1. Note que cela ne signifie pas les électrons sont bleus - le revêtement sur l’écran est phosphorescent et dégage une lueur bleue lorsque les atomes de ce revêtement sont alimentés par les électrons.
Ajuster le courant traversant les bobines, qui créent le champ magnétique uniforme. Lorsque le courant est réglé vers le haut ou vers le bas, le chemin du faisceau change. Ajuster le courant pour passer le faisceau à travers un point particulier (X, Y) sur la grille. Prenez note de l’amplitude du courant doit avoir le faisceau passe par ce point.
Inverser le courant pour la poutre dans le sens inverse de la courbe et d’ajuster le courant jusqu'à ce que le faisceau passe par le point (X, −Y) (le reflet du point d’origine). Encore une fois, prenez note de l’importance de l’intensité nécessaire pour avoir le faisceau passent par ce point particulier.
Vérifier si les amplitudes des deux courants sont différents. À moins que le tube arrive à aligner le faisceau d’électrons est parallèle au champ magnétique terrestre, le champ terrestre s’ajoute au champ des bobines quand le courant est dans une seule direction et soustrait de lui lorsque le courant est dans l’autre sens.
Tout au long de l’expérience, moyenne les amplitudes des deux courants, le courant nécessaire pour avoir le faisceau passent par un point particulier (X, Y) sur la grille, et le courant doit pour passer par le point de miroir-image (X, −Y), pour supprimer l’effet du champ magnétique de la terre.

Figure 2 : Schéma de circuit pour les bobines d’Helmholtz. La force du champ magnétique créé par les bobines d’Helmholtz est proportionnelle à la courant passant à travers eux. Le courant fourni à des bobines par le bloc d’alimentation réglable est mesuré par l’ampèremètre numérique. Le but de l’interrupteur double est facilement inverser le sens du courant traversant les bobines, qui provoque une inversion du champ magnétique. Notez que les deux connexions à chaque bobine sont marquées A et Z et les deux Z doit être reliés entre eux pour s’assurer que les bobines produisent des champs magnétiques dans le même sens et pas dans des directions opposées.

Figure 3 : Schéma électrique pour faire fonctionner le tube éléctron. Le filament incandescent qui est la source des électrons est géré par une source de courant alternatif 6,3 V. Notez que le côté négatif du signal haute tension est également connecté à un côté du filament, tandis que le signal positif de haute tension (l’ordre de 2 000-3 000 V DC) est relié à une électrode sur le côté droit de la zone d’accélération. Ceci produit un champ électrique important réalisé à gauche dans la zone d’accélération, accélérer les électrons de gauche à droite.

2. collecte des données pour un particulier (X, Y) et (X, Y −) combinaison

Notez que les tubes sont coûteux et un peu fragile. Ne pas dépasser 3 500 V pour la tension d’accélération et tourner à la tension d’accélération jusqu'à zéro lorsque des mesures ne sont pas prises.
Dans cette partie de l’expérience, enregistrer cinq ensembles de données, chacun avec une tension d’accélération différente avec le même (X, Y) et (X, −Y) combinaison.
Notez que, comme la tension d’accélération augmente et les électrons voyagent plus vite, ils ne se plient pas autant, et ainsi, le champ magnétique des bobines doit être augmentée pour que le faisceau passe par le même point sur l’écran. Choisir un particulier (X, Y) et (X, −Y) point à utiliser pour cette partie de l’expérience. 10 équation permet de calculer le rayon correspondant de chemin d’accès de la poutre.
Pour une tension d’accélération particulier, inscrivez l’amplitude du courant nécessaire pour avoir le faisceau passe par le point choisi (X, Y). Inverser le courant et d’enregistrer l’amplitude du courant nécessaire pour avoir le faisceau passe par le point de miroir-image (X, −Y).
Moyenne des deux courants pour supprimer l’influence du champ magnétique terrestre.
La moyenne actuelle de l’équation 8 permet de calculer la force du champ magnétique.
Les valeurs de la tension croissante, rayon et champ magnétique permet de calculer l’ampleur du ratio masse sur charge de l’électron.
Choisissez une nouvelle tension d’accélération et répétez les étapes 2,3 à 2,7. Continuez à faire ceci jusqu'à ce que cinq ensembles de données ont été collectées.
Calculer l’ampleur du ratio masse charge moyens pour l’électron.

3. collecte des données pour un particulier de tension d’accélération

Recueillir les cinq ensembles de données plus. Cette fois, garder la tension constante accélération et changer le (X, Y) et (X, −Y) points que le faisceau passe à travers. Enregistrer les données.
Calculer l’ampleur du ratio masse charge moyens pour l’électron.
Les deux rapports masse sur charge déterminées à partir de sources possibles d’état d’erreur dans l’expérience, l’article 2 et 3 en moyenne.