Лабораторный стенд "Определение удельного заряда электрона"

В состав лабораторной установки входят:

• Сферическая лампа с источником электронного пучка - 1 шт.
• Катушка Гельмгольца - 2 шт.
• Блок питания источника электронов и катушек Гельмгольца - 1 шт.
• Светозащитный поворотный экран - 1 шт.
• Цифровой датчик магнитного поля - 1 шт.
• Цифровой датчик напряжения - 1 шт.
• Веб-камера - 1 шт.
• Программное обеспечение.

Основным элементом установки является сферическая лампа, внутри которой установлен источник электронов. Электронный пучок вызывает свечение остаточного газа в лампе, благодаря чему траектория электронов становится видимой. Лампа помещена в область однородного магнитного поля, создаваемого катушками Гельмгольца. Параметры траектории электронов зависят от их энергии и индукции магнитного поля, величины которых варьируются с помощью регулировок блока питания. Напряжение, приложенное к ускоряющему промежутку, определяет энергию электронов и измеряется цифровым датчиком напряжения. Индукция магнитного поля в катушках Гельмгольца измеряется цифровым датчиком магнитного поля. Траектория движения электронов фотографируется с помощью веб-камеры. При проведении измерений установка обеспечивается полное затемнение области распространения электронного пучка и поверхности лампы.

Программа работы с данными позволяет записывать ускоряющее напряжение и значение индукции магнитного поля, после чего приводит в соответствии с ними радиус траектории электронов. Радиус траектории электронов определяется по фотографии путем наложения на изображение окружности изменяемого радиуса и подбора положения ее центра. И установка, и программа предусматривают возможность определения масштаба съемки. Для определения удельного заряда электрона построение экспериментальных точек в программе выполняется в координатах, зависимость в которых имеет линейный характер. Прямая линия, наилучшим образом аппроксимирующая экспериментальные точки, строится на основе метода наименьших квадратов.

Основные технические характеристики:

• Габариты установки - не менее 320х410х400мм.
• Напряжение питания установки - 220 В
• Диаметр сферической лампы - 154 мм.
• Энергия электронов - не более 270 эВ
• Сила тока в катушках Гельмгольца - не более 3А

Цифровой датчик магнитного поля:

1. Диапазон измерения: от -10 до +10 мТл.
2. Погрешность измерений - не более 5%
3. Время отклика - не более 0,1 сек.
4. Напряжение питания датчиков - 5 (USB) В

Веб-камера Defender C-2525HD или эквивалент:

1. Разрешение видео - не менее 1600х1200
2. Матрица – не менее 2МП
3. Подключение через USB 2.0
4. Наличие совместимости с Windows