План 2013 года
Рецензент
кафедра микроэлектроники ЯрГУ
Рудь, Н. А. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона: методические указания / Н. А. Рудь,
Р 83 <...> В данных методических указаниях рассматриваются теоретические основы движения электрона в электромагнитных
полях; экспериментальные методы определения удельного
заряда электрона; физические основы устройства магнетрона. <...> Подробно излагается порядок выполнения лабораторной
работы физического практикума по атомной физике «Определение удельного заряда электрона методом магнетрона». <...> Предназначены для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 210100.62 Электроника и наноэлектроника
(дисциплина «Практикум по атомной физике», цикл Б2) очной
формы обучения; кроме этого, они будут полезны студентам, обучающимся по направлениям 011800.62 Радиофизика,
011200.62 Физика (дисциплина «Физический практикум», блок
ЕН). <...> Движение электрона
в электрическом и магнитном полях
Как известно, сила, действующая со стороны электромагнитного поля на движущуюся со скоростью v c зарядом q частицу,
выражается формулой:
F = qE + q [ v × B ] , <...> (1)
где первый член представляет силу, действующую со стороны
электрического поля (сила Кулона), второй – со стороны магнитного поля B (сила Лоренца). <...> Согласно второму закону Ньютона, сила F равна произведению массы m на ускорение dv :
dv
F=m
dt <...> Следовательно, изучая движение заряженных частиц в электрическом и магнитном
полях, можно определить удельный заряд частицы и тем самым
получить сведения о природе частиц. <...> Удельный заряд электрона можно определить различными
методами. <...> Наиболее распространёнными из них являются метод
магнитной фокусировки и метод магнетрона. <...> В самом
деле, так как сила Лоренца всегда перпендикулярна к скорости,
то она меняет только направление скорости, но не её величину,
поэтому электрон будет двигаться по окружности с некоторым
радиусом ρ. <...> (7)
Чем больше скорость электрона, тем сильнее он стремится
двигаться <...>
Определение_удельного_заряда_электрона_методом_магнетрона_методические_указания.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова
Кафедра микроэлектроники
Н. А. Рудь
А. С. Рудый
А. Н. Сергеев
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА
МЕТОДОМ МАГНЕТРОНА
Методические указания
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов, обучающихся по направлению
Электроника и наноэлектроника
Ярославль
ЯрГУ
2013
1
Стр.1
УДК 539.18.19
ББК В33я73
Р 83
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2013 года
Рецензент
кафедра микроэлектроники ЯрГУ
Рудь, Н. А. Определение удельного заряда электроР
83
на методом магнетрона: методические указания / Н. А. Рудь,
А. С. Рудый, А. Н. Сергеев; Яросл. гос. ун-т им. П. Г. Демидова.
– Ярославль : ЯрГУ, 2013. – 36 c.
В данных методических указаниях рассматриваются теоретические
основы движения электрона в электромагнитных
полях; экспериментальные методы определения удельного
заряда электрона; физические основы устройства магнетрона.
Подробно излагается порядок выполнения лабораторной
работы физического практикума по атомной физике «Определение
удельного заряда электрона методом магнетрона».
Предназначены для студентов, обучающихся по направлениям
подготовки 210100.62 Электроника и наноэлектроника
(дисциплина «Практикум по атомной физике», цикл Б2) очной
формы обучения; кроме этого, они будут полезны студентам,
обучающимся по направлениям 011800.62 Радиофизика,
011200.62 Физика (дисциплина «Физический практикум», блок
ЕН).
УДК 539.18.19
ББК В33я73
© ЯрГУ, 2013
2
Стр.2
Оглавление
I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ......................................................3
1.1. Движение электрона в электрическом
и магнитном полях.....................................................................3
1.2. Экспериментальные методы определения
удельного заряда...........................................................................4
1.2.1. Определение удельного заряда электрона по методу
отклонения в электрическом и магнитном полях...............................4
1.2.2. Определение удельного заряда электрона
по методу двух конденсаторов ....................................................6
1.2.3. Определение удельного заряда электрона по методу
фокусировки продольным магнитным полем............................8
1.2.4. Определение удельного заряда электрона
методом магнетрона....................................................................11
1.3. Магнетрон............................................................................15
II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ......................................................26
2.1. Эксперимент № 1...............................................................26
2.1.1. Описание экспериментальной установки № 1..........26
2.1.2. Порядок выполнения измерений и проведения
расчета удельного заряда электрона.........................................27
2.2. Эксперимент № 2..........................................................30
2.2.1. Описание экспериментальной установки.................30
2.2.2. Внешний вид блоков питания....................................31
2.2.3. Порядок выполнения работы.....................................32
Контрольные вопросы....................................................................33
Рекомендуемая литература..........................................................34
35
Стр.35