§§ 18.4, 43.3, 43.4 (п.9)

№5 зертханалық жұмыс. МАГНЕТРОН ӘДІСІМЕН ЭЛЕКТРОННЫҢ 
МЕНШІКТІ ЗАРЯДЫН АНЫҚТАУ. 
МАҚСАТЫ: бөлшектің меншікті зарядын анықтау әдістерінің бірімен 
танысу және электронның меншікті зарядын анықтау. 
ЖАБДЫҚ: реттелетін тұрақты кернеу көзі, тұрақтандырылған тұрақты 
кернеу көздері, Magnetron шағын блок, мультиметрлер. 
Кіріспе 
Газдағы электронды эмиссия және разряд құбылыстары вакуумде 
қозғалатын электрондар мен иондардың ағындарын іс жүзінде 
соқтығыспай алуға мүмкіндік береді. Қозғалыстағы зарядталған Q 
бөлшектерге әсер ететін электр E және магнит өрістері, 
𝐹
эл
= 𝑄𝐸 (1) 
Магнит өрісінде қозғалыстағы зарядталған бөлшекке әсер ететін күш 
Лоренц күші 
𝐹
л
= 𝑄⟦𝑣𝐵⟧ (2) 
𝑣 −бөлшектің жылдамдығы; В магниттік индукция векторы. 
Ньютонның екінші заңы бойынша электрлік және магниттік өрістер 
болатын кеңістіктегі бөлшектің қозғалыс теңдеуі келесідей болады. 
𝑑𝑣
𝑑𝑡
=
𝑄
𝑚
(𝐸 + ⟦𝑣𝐵⟧) (3) 
бұл теңдеу күштік өрісте зарядталған бөлшектің қозғалысы осы бөлшектің 
меншікті заряды деп аталатын 
𝑄
𝑚
қатынасына тәуелділігін көрсетеді. 
Сондықтан, әртүрлі зарядталған бөлшектердің электр және магнит 
өрістеріндегі қозғалысын зерттей отырып, бөлшектің меншікті зарядын, 
бөлшектердің табиғаты туралы мәліметтердіалуға болады.
Электронның меншікті зарядын әртүрлі әдістермен анықтауға болады. 
Олардың ең көп тарағаны магниттік фокустау әдісі және магнетрондық 
әдіс. 
Өлшеу әдісі 
Бұл жұмыста электронның меншікті зарядын анықтау үшін магнетрондық 
әдісті қолданамыз. 

Магнетрон - бұл екі электродты электронды түтік (диод).Ток сыртқы 
магнит өрісімен басқарылады. Бұл өріс ішінде шам орналасқан,ол 
соленоид арқылы пайда болады.Қызған катод және суық аноды 
коаксиалды (коаксиалды) цилиндрлердің пішініне ие.1-сурет 
Магнетронның ішіндегі электр өрісінің Е сызықтары 
анодтан катодқа радиалды бағытталған, ал тұрақты магнит 
өрісі катод осі бойымен бағытталған. Осылайша, магнит 
және электр өрістері өзара перпендикуляр. Өріс күші Е 
катодта максималды болады. Егер А катоды жіңішке жіп 
тәрізді болса, 1/r пропорционал E мәні катодтан r 
қашықтығы артқан сайын тез азаяды. Сондықтан электрон 
жылдамдығының у-ға тең мәнге өзгеруі негізінен катодқа 
жақын жерде және одан әрі
қозғалыс кезінде жылдамдықты тұрақты деп 
санауға болады.
Электрон U потенциалдар айырымы арқылы үдетілген кинетикалық 
энергияға ие болды 
𝑚𝑣
2
= 𝑒𝑈 
және жылдамдығы бар
𝑣 = √2𝑈𝑒𝑙𝑚 (4) 
Магнит өрісі болмаған кезде катод шығаратын электрондар E электр 
өрісінің әсерінен радиалды бағытта түзу сызықты қозғалады. 
Бұл жағдайда анод тізбегінде ток өтеді, оның шамасы анод кернеуіне және 
катодтың қыздыру тогына байланысты. Шамды В магнит өрісіне қойғанда, 
қозғалатын электрондарға Лоренц күші әсер етеді. Ол түзулерге 
перпендикуляр яғни электрон жылдамдығының векторымен бір 
жазықтықта жатады және оған нормаль болып табылады және бөлшекке 
центрге тартқыш үдеу береді. Ньютонның екінші заңы бойынша: 
𝑒𝑣𝐵 =
𝑚𝑣
2
𝑅
(5) 
Осылайша, магнетрондағы электрон радиусы болатын шеңбер бойымен 
қозғалады 
𝑅 =
𝑚𝑣
𝑒𝐵
(6) 

магнит өрісінің индукциясы 
артқан сайын азаяды. 2-
суретте цилиндрлік 
магнетрондағы электрон 
қозғалысының 
траекториялары магнит 
интенсивтілігі артқан сайын 
қалай өзгеретіні көрсетілген. 
Магниттік индукцияның 𝐵
кр
критикалық мәні бар.Ол 2-суретте 
көрсетілгендей, электрон траекториялары анодтың бетіне тиеді 
Анодтың радиусы: R=r/2, 
Мұндағы; r-анод радиусы 
(4) және (6) қатынастарына сәйкес 𝐵
кр
мәні электронның жылдамдығына 
және анодтың кернеуіне U байланысты: 
𝐵
кр
=
2
𝑟
√
2𝑚𝑈
𝑎
𝑒

жүктеу/скачать 2.36 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: