Изучение кинематики вращательного движения

Федеральное агентство по образованию 

Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР) 
 
 

Кафедра физики 
 
 

Отчёт

Лабораторная  работа по курсу физики

Изучение  кинематики вращательного движения 
 
 
 

Преподаватель:                                                    Студенты группы 346

_______Орловская А.В.                                       _______Сивун Д.О.

«__»_______2007г.                                                _______Юрьев С.А. 
 
 
 
 
 
 

Томск

2007г.

Введение

   

    Целью данной работы является изучение распределения Больцмана на примере исследования температурной зависимости тока термоэлектронов, а также определение работы выхода электоронов из металла в вакуум. 

1.Описание  экспериментальной  установки

   

    Система металл-вакуум в данной работе реализуется в двухэлектродоной электронной лампе (рис. 1.1). Один из электродов лампы – катод 1  подогревается с помощью спирали 2, по которой пропускается ток I_н, называемый током накала. Эмитированные катодом электроны собираются вторым электродом лампы – анодом 3.

    Рисунок 1.1

 

   

    Схема  экспериментальной установки приведена  на рисунке 1.2 первичная обмотка трансформатора Т питается от сети переменного тока напряжением 220В. Вторичная обмотка подключена к диодному мосту VД, выпрямленное напряжение с которого через переменный резистор R и миллиамперметр ИП1 подается на накльную спираль лампы Л. Рукоятка управления резистором R выведена на лицевую панель установки. На этой же панели расположен миллиамперметр ИП1. Регулировка тока накала производится резистором R. Определение температуры катода осуществляется по величине тока накала I_н измеренному миллиамперметром ИП1 с помощью градуировочной кривой (рис 1.3). Для измерения тока I_a термоэлектронов, попадающих на анод, служит микроамперметр ИП2, включенный в анодную цепь. Прибор ИП2 также расположен на лицевой панели установки. На правой стороне установки расположен переключатель рода работ и гнезда для магазина сопративлений «М». 
 
 
 
 
 

Рисунок 1.2

Рисунок 1.3

 
 

 
2. Основные расчетные  формулы

Формула зависимости работы выхода от углового коэффициента

         (2.1)

, где а –  угловой коэффиецент

        Дж/(моль К) 
 

Формулы нахождения коэффициентов  по методу наименьших квадратов

;      (2.2)

                (2.3)

Формулы вычисления погрешностей коэффицентов а и  b

;       (2.4)

, где      (2.5)

;  

Формула вычисления погрешности  для работы выхода электрона из металла  в вакуум 

        (2.6) 
 
 

3. Результаты работы  и их анализ 

Таблица 3.1 - Результаты измерения и расчетов.

  

 

По методу наименьших квадратов вычислим коэффициенты а и b по формулам 2.2 и 2.3:

  a = -39884,42;    b = - 4.62    

По методу наименьших квадратов построим график зависимости ln I_a от 1/T

               График зависимости ln Ia от 1/T. Рисунок 3.1 

По формуле 2.1 вычислим работу выхода электрона из металла в вакуум:

 

По формуле 2.4 вычислим погрешность для a и b

 

По формуле 2.6 вычислим погрешность для энергии выхода электрона:

Заключение

     Мы  опытным путем подтвердили справедливость  формулы  , т.е. точки измеренной зависимости наложились на лианеризованную теоретическую прямую(рис. 3.1), т.е.мы подтвердили справедливость распределения Больцмана на примере исследования температурной зависимости тока термоэлектронов А также определили работу выхода электорона из металла в вакуум.