Файл: Лабораторная работа 3 по учебному курсу Физика 2 (наименование учебного курса) Вариант 4 Студент.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.10.2023

Просмотров: 59

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»
Институт химии и энергетики

(наименование института полностью)
Кафедра "Электроснабжение и электротехника"

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)
13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

(код и наименование направления подготовки, специальности)

Электроснабжение

(направленность (профиль) / специализация)


Лабораторная работа № 3
по учебному курсу «Физика 2»

(наименование учебного курса)

Вариант №4


Студент
(И.О. Фамилия)



Группа
ЭЭТбп-1901а

(И.О. Фамилия)



Преподаватель
С.Н. Потёмкина

(И.О. Фамилия)




Тольятти 2022 г.


Лабораторная работа № 3 «Определение удельного заряда частицы методом отклонения в магнитном поле»
Тема 6. Основные законы магнитного поля.

Цель работы:

  • Знакомство с компьютерным моделированием движения заряженных частиц в магнитном поле.

  • Ознакомление с принципом работы масс-спектрометра.

  • Определение удельного заряда изотопов.


Таблица 2

Результаты измерений (С12-С14)

B = 1,6



1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9

R1, см
7,77
8,55
9,33
10,11
10,88
11,66
12,44
13,22
13,99
14,77

R2, см
9,07
9,98
10,88
11,79
12,7
13,6
14,51
15,42
16,33
17,23

T1/2, c
5
4,8
4,5
4,3
4,2
4,19
4
3,9
3,8
3,7

q1/m1, Кл/кг
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08

q2/m2, Кл/кг
0,07
0,07
0,07
0,07
0,07
0,07
0,07
0,07
0,07
0,07

Табличные значения q1/m1 = 0,5, q2/m2 = 0,4

Удельный заряд каждого изотопа рассчитываем по формуле



Среднее значение удельного заряда для каждого изотопа









Вывод: С увеличением скорости радиус окружности движения изотопов увеличивается, а время движения уменьшается. При этом удельный заряд остается неизменным. Среднее значение удельного заряда С12>С14.

Таблица 3

Результаты измерений (Ne20-Ne22)

B= 1,6



1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9

R1, см
12,96
14,25
15,55
16,84
18,14
19,44
20,73
22,03
23,32
24,62

R2, см
14,25
15,68
17,1
18,53
19,95
21,38
22,8
24,23
25,65
27,08

T1/2, c
6,3
6
5,83
5,7
5,6
5,5
5,4
5,3
5,1
5,0

q1/m1, Кл/кг
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05

q2/m2, Кл/кг
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04

Табличные значения q1/m1 = 0,5, q2/m2 = 0,45

Удельный заряд каждого изотопа рассчитываем по формуле



Среднее значение удельного заряда для каждого изотопа









Вывод: С увеличением скорости радиус окружности движения изотопов увеличивается, а время движения уменьшается. При этом удельный заряд остается неизменным. Среднее значение удельного заряда Ne20>Ne22.

Таблица 4

Результаты измерений (U235-U238)

B= 9,3



1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9

R1, см
26,19
28,81
31,43
34,05
36,67
39,29
41,91
44,53
47,15
49,77

R2, см
26,53
29,18
31,83
34,49
37,14
39,79
42,44
45,10
47,75
50,4

T1/2, c
9,16
8,94
8,7
8,6
8,5
8,4
8,3
8,2
8,1
8

q1/m1, Кл/кг
0,004
0,004
0,004
0,004
0,004
0,004
0,004
0,004
0,004
0,004

q2/m2, Кл/кг
0,004
0,004
0,004
0,004
0,004
0,004
0,004
0,004
0,004
0,004

Табличные значения q1/m1 = 0,4, q2/m2 = 0,4

Удельный заряд каждого изотопа рассчитываем по формуле



Среднее значение удельного заряда для каждого изотопа









Вывод: С увеличением скорости радиус окружности движения изотопов увеличивается, а время движения уменьшается. При этом удельный заряд остается неизменным. Среднее значение удельного заряда U235=U238.

Таблица 5

Результаты измерений (In113-In115)

B= 9,3



1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9

R1, см
12,59
13,85
15,11
16,37
17,63
18,89
20,15
21,41
22,67
23,93

R2, см
12,82
14,10
15,38
16,66
17,94
19,23
20,51
21,79
23,07
24,35

T1/2, c
6,1
5,9
5,65
5,6
5,3
5,2
5,1
5
4,9
4,8

q1/m1, Кл/кг
0,009
0,009
0,009
0,009
0,009
0,009
0,009
0,009
0,009
0,009

q2/m2, Кл/кг
0,008
0,008
0,008
0,008
0,008
0,008
0,008
0,008
0,008
0,008

Табличные значения q1/m1 = 0,4, q2/m2 = 0,4

Удельный заряд каждого изотопа рассчитываем по формуле



Среднее значение удельного заряда для каждого изотопа









Вывод: С увеличением скорости радиус окружности движения изотопов увеличивается, а время движения уменьшается. При этом удельный заряд остается неизменным. Среднее значение удельного заряда In113>In115.

Построим графики зависимости периода обращения частицы от скорости.



График 1

На основании данного графика можно сделать вывод о том, что с увеличением скорости изотопа С12-С14 с 1 до 1,9*103 м/с период обращения частицы Т1/2 сокращается с 5с до 3,7с.



График 2

Данный график показывает, что с увеличением скорости изотопа Ne20-Ne22 с 1 до 1,9*103 м/с период обращения частицы Т1/2 сокращается с 6,3с до 5,0с.



График 3

По данному графику можно определить, что при увеличении скорости изотопа U235-U238 с 1 до 1,9*103 м/с период обращения частицы Т1/2 сокращается с 9,16с до 8с.



График 4

Исходя из данных, изображенных на графике, можно сделать вывод о том, что с увеличением скорости изотопа In113-In115 с 1 до 1,9*103 м/с период обращения частицы Т1/2 сокращается с 6,1с до 4,8с.

Вывод: таким образом, проанализировав вышеуказанные графики, можно сделать вывод о том, что частица, влетающая в однородное магнитное поле, движется по дуге окружности, радиус которой зависит от заряда частицы и от скорости движения. При этом с увеличением скорости, время движения частицы сокращается.

Смотрите также файлы