Изучение распределения Максвелла

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

 

 

 

 

ТУСУР

 

Кафедра Физики

 

 

 

 

 

ОТЧЁТ

Изучение распределения Максвелла

 

 

 

 

 

 

Преподаватель

____________ Грибов Ю.А.

 

 

“____”_______2014г.

 

Студенты гр. 434-3

____________ Калмыков А.

____________ Баранов С.

____________ Сорокин В.

“____” _______2014г.

 

 

2014

 

Введение

 

Цель:изучение распределения Максвелла по скоростям в системе электронов, эмитированных термокатодом (накаленный катод электронной лампы).

 

1. Описание экспериментальной установки и методики эксперимента

Экспериментальная установка (рисунок 1.1) включает в себя экспериментальный макет и подключенный к нему магазин сопротивлений R.

Рисунок 1.1схема экспериментальной установки.

 

2. Основные расчётные  формулы

 

   (2.1)

U – задерживающая разность потенциалов

IА – ток в цепи с лампой

R – сопротивление из магазина  сопротивлений

Rµ – сопротивление амперметра.

 

Формула зависимости температуры от углового коэффициента

     (2.2)

 – коэффициент угла наклона  прямой.

 

 

Средняя скорость

  (2.3)

Среднеквадратичная скорость

   (2.4)

Наиболее вероятная скорость

    (2.5)

Относительная погрешность

    (2.6)

 

3. Результаты работы  и их анализ

Результаты прямых и косвенных измерений приведены в таблице 3.1:

Таблица 3.1 – результаты прямых и косвенных измерений

4.6	0.18	2.9	0.087	-10.51
		9.4	0.025	-10.59
		20.8	0.022	-10.72
		30.6	0.02	-10.81
		40.5	0.018	-10.92
		50.7	0.016	-11.04
		60.7	0.014	-11.17
		70.1	0.013	-11.25
		80.5	0.011	-11.41
		90.2	0.009	-11.61
4.3	0.17	1.7	0.015	-11.10
		10.7	0.013	-11.25
		20.5	0.012	-11.33
		30.2	0.011	-11.42
		40.6	0.009	-11.62
		50.2	0.008	-11.74
		60.5	0.007	-11.87
		70.7	0.006	-12.02
		80.1	0.006	-12.02
		90.4	0.005	-12.20

 

Для двух различных напряжений накала в одной системе координат построили графики зависимости ln(IА)=f(Uз), а  также их линеаризованные варианты:

Рисунок 3.2 – зависимость ln(IА)=f(Uз)

 

 

 

Пользуясь графиками определим коэффициент наклона Kn для каждого графика

К1=

К2=

Воспользуемся формулой 2.2 и найдем температуру Тn для каждого Kn

Т1=  К

Т2=  К

Tcp=  K

Воспользуемся формулой 2.3 и найдем среднюю скорость :

 

V =  м/с

 

 

Воспользуемся формулой 2.4 и найдем среднеквадратичную скорость :

 

V =  м/с

Воспользуемся формулой 2.5 и найдем наиболее вероятную скорость:

V =  м/с

 

 

 

 

 

Заключение

В ходе выполнения лабораторной работы мы изучили распределения Максвелла по скоростям в системе электронов, эмитированных термокатодом, ознакомились с работой и основными частями экспериментальной установки, произвели необходимые измерения и результаты занесли в соответствующие таблицы, произвели анализ полученных данных и построили необходимые графики, пользуясь графиками, определили коэффициент наклона Kn для каждого графика, вычислили температуру Тn для каждого Kn , вычислили среднюю, среднеквадратичную и наиболее вероятную скорости движения электронов.