ВУЗы по физике Готовые работы по физике Как писать работы по физике Примеры решения задач по физике Решить задачу по физике онлайн

Определение удельного заряда частицы методом отклонения в магнитном поле


6.  Выведите формулы сопротивлений батарей последовательно и параллельно соединённых резисторов.

7.  Сформулируйте закон Ома для полной цепи.

8.  Объясните принцип действия экспериментальной установки. В чём принципиальная разница первого и второго варианта схем?

Лабораторная работа № 11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЧАСТИЦЫ МЕТОДОМ ОТКЛОНЕНИЯ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Запустите программу «Электричество и магнетизм». Выберите раздел «Масс-спектрометр». Нажмите вверху внутреннего окна кноп-ку с изображением страницы. Прочитайте краткие теоретические све-дения.

Цель работы:

знакомство с компьютерным моделированием движения за-ряженных частиц в магнитном поле;

ознакомление с принципом работы масс-спектрометра; определение удельного заряда частиц.

Краткие сведения из теории

Сила Лоренца – сила, действующая на движущуюся со скоро-стью ν в однородном магнитном поле с индукцией В частицу с заря-дом q:

(11.1)

F q vB .

Модуль этой силы равен:

F qvB sin,

(11.2)

где – угол между векторами v и B .

63

Сила Лоренца направлена перпендикулярно скорости частицы, сообщает ей только нормальное ускорение и вызывает искривление траектории частицы.

Если частица влетает в однородное магнитное поле в направле-нии, перпендикулярном линиям магнитной индукции, то частица бу-дет двигаться по дуге окружности, плоскость которой перпендику-лярна линиям индукции. Радиус окружности можно найти из второго закона динамики:

m v2 qvB . (11.3)

R

Удельным зарядом частицы называется отношение заряда час-

тицы к её массе. Тогда из формулы (11.3) удельный заряд будет ра-вен:

q

v

.

(11.4)

m

RB

2 R

Период обращения частицы T

равен:

2 m

v

T

(11.5)

qB

и не зависит от скорости.

Масс-спектрометром называется прибор для разделения ионизо-ванных молекул и атомов (изотопов) по их массам, основанный на воздействии электрических и магнитных полей на пучки ионов, летя-щих в вакууме.

Простейшая модель масс-спектрографа показана на рисунке 11.1.

Рис. 11.1. Модель масс-спектрографа

64

Проследите за движением двух изотопов в магнитном поле мо-дельного масс-спектрометра и по секундомеру определите время это-го движения.

Методика и порядок измерений

1. Подведите маркер мыши к движку регулятора величины маг-нитной индукции, нажмите левую кнопку мыши и, удерживая её в нажатом состоянии, двигайте движок, установив числовое значение В, взятое из таблицы 11.1, для вашей бригады.

Таблица 11.1

Значения магнитной индукции

Номер бригады (табл. 11.2)

1

2

3

4

5

6

7

8

В, мТл

1

2

3

4

5

6

7

8

В, мТл

9,0

9,1

9,2

9,3

9,4

9,5

9,6

9,7

2.  Аналогичным образом, зацепив мышью движок регулятора скорости, установите минимальное значение скорости 103 м/с.

3.  Нажмите мышью кнопку «Изотопы С12-С14»

4.  Нажмите мышью кнопку «Старт» и синхронно секундомер.

5.  Запишите в таблицу 11.2 значения радиусов окружностей, по которым двигались эти изотопы (они показаны красным и синим цве-том в правом углу окна) и время движения изотопов в вакуумной ка-мере масс-спектрометра.

Таблицы 11.2

Результаты измерений и расчётов В= _______. Изотопы_______

ν 103, м/с

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

R1 , м

R2 , м

T1 , с

T2 , с

q1

, Кл/кг

m

1

q2

, Кл/кг

m

2

Табличные значения:

q1

=

,

q2

=

m

m

1

2

65

Наташа

Автор

Наташа — контент-маркетолог и блогер, но все это не мешает ей оставаться адекватным человеком. Верит во все цвета радуги и не верит в теорию всемирного заговора. Увлекается «нефрохиромантией» и тайно мечтает воссоздать дома Александрийскую библиотеку.

Другие статьи


Похожая информация


Распродажа дипломных

Скидка 30% по промокоду Diplom2020

А ты боишься COVID-19?

Пройди опрос и получи промокод