Главная страница
Навигация по странице:

  • ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСВЕЛЛА

  • 1. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ.

  • 2 ОСНОВНЫЕ РАСЧЁТНЫЕ ФОРМУЛЫ

  • 3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ

    		•

    Изучение распределения Максвелла. Лабораторная работа по курсу общей физики изучение распределения максвелла преподаватель Студенты гр. 3511


    Скачать 58.8 Kb.
    НазваниеЛабораторная работа по курсу общей физики изучение распределения максвелла преподаватель Студенты гр. 3511
    АнкорИзучение распределения Максвелла
    Дата23.11.2022
    Размер58.8 Kb.
    Формат файлаodt
    Имя файла2laba.odt
    ТипЛабораторная работа
    #808929

    Министерство образования и науки Российской Федерации

    Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

    ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

    УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
    Кафедра Физики
    ОТЧЁТ

    Лабораторная работа по курсу общей физики

    ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСВЕЛЛА

    Преподаватель Студенты гр. 351-1

    ___________В.А.Бурдовицин __________Г.В.Гармаев

    «» апреля 2022г. __________Муран.М.О

    _________Дукина.А.А

    2022г.

    ВВЕДЕНИЕ

    Целью данной работы является изучение распределения по скоростям

    электронов, эмитированных термокатодом и сравнения полученного распределения полученного распределения с максвелловским.
    1. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ.

    Установка представляет собой настольный блок, внешний вид которого схематически представлен на рисунке 1.1


    1 — Выключатель, 2, 3 — Рукояти (давление, реверс), 4 — Кнопки выбора лабораторной работы, 5 — Рукоятка «Накал лампы», 6 — Рукоятка «Напряжение анода», 7 — Рукоятка «Нагрев нити», 8, 9 — Переключатели режимов работы измерительных приборов, 10, 11 — Измерительные приборы, 12 — Индикаторные лампы, 13 — Электронная лампа.

    Рисунок 1.1 — Схема экспериментальной установки

    Схема включения электронной лампы представлена на рисунке 1.2

    Рисунок 1.2 — Электрическая схема установки

    Методика эксперимента заключается в следующем. При подаче тока на накал лампы вокруг неё создаётся электронное облако. Изменяя задерживающую разность потенциалов между катодом и анодом лампы можно узнать распределение электронов по кинетической энергии и скоростям. Установление зависимости между количеством электронов достигших анода от величины задерживающего напряжения, сравнение характера этой зависимости с той, что предсказывает теория, является содержанием эксперимента.

    2 ОСНОВНЫЕ РАСЧЁТНЫЕ ФОРМУЛЫ

    Формула распределения частиц по скоростям в потоке :

    (2.1)

    где - число электронов в единице объёма;

    - масса электрона;

    - постоянная Больцмана;

    - абсолютная температура;

    - концентрация электронов
    Формула нахождения тока анодного тока :

    (2.2)

    Логарифмируя выражение (2.3), получим:

    (2.3)

    Формула нахождения наиболее вероятной скорости :

    (2.4)

    Формула нахождения средней скорости :

    (2.5)

    Формула нахождения среднеквадратичной скорости :

    (2.6)
    3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ

    Результаты измерения анодного тока приведены в таблице 3.1

    Таблица 3.1 — Результаты измерений анодного тока

    Uн, В
    Iн, А
    Uз, мВ
    Ia, мА
    ln(Ia), мА

    4,03
    0,49
    20,5
    0,125
    -2,079

    4,03
    0,49
    52,76
    0,106
    -2,244

    4,03
    0,49
    72,85
    0,088
    -2,430

    4,03
    0,49
    93,33
    0,077
    -2,564

    4,03
    0,49
    115,4
    0,064
    -2,749

    4,03
    0,49
    145,7
    0,050
    -2,995

    4,03
    0,49
    176,2
    0,038
    -3,270

    4,03
    0,49
    186,2
    0,032
    -3,442

    Uн, В
    Iн, А
    Uз, мВ
    Ia, мА
    ln(Ia), мА

    4,29
    0,53
    15,59
    0,062
    -2,781

    4,29
    0,53
    33,06
    0,055
    -2,9

    4,29
    0,53
    41,72
    0,051
    -2,976

    4,29
    0,53
    62,93
    0,044
    -3,124

    4,29
    0,53
    83,11
    0,036
    -3,324

    4,29
    0,53
    102,2
    0,031
    -3,474

    4,29
    0,53
    124,7
    0,024
    -3,73

    4,29
    0,53
    147,4
    0,019
    -3,963


    Согласно результатам Таблицы 3.1, строится график отношения ln(Ia) от Uз.

    График приведён на рисунке 3.1.


    Рисунок 3.1 - График зависимости ln(Ia) от Uз


    Для построения прямых использовались «правильные точки», которые были найдены с помощью МНК. Коэффициенты равны k1 = -0.01, b1 = -2,014 (жёлтая прямая); k2 = -0.01, b2 = -2,036 (оранжевая прямая); k3 = -0.01, b3 = -2,054 (синяя прямая).

    Выразим температуру из формулы 2.3:



    Тогда





    Найдём наиболее вероятную, среднюю и среднеквадратичную скорости электронов при :







    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    На основании выполненных вычислений зависимости ln(Ia) от Uз с помощью линейных характеристик можно сделать вывод, что уравнение

    Было подтверждено распределение электронов по скоростям, согласно максвелловскому распределению.

    написать администратору сайта