Файл: Определение удельного заряда частицы методом отклонения в магнитном поле Цель работы.docx

Моркель Ангелина 11002217

«Определение удельного заряда частицы методом отклонения в магнитном поле»

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=1,7 мТл
	1	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9
R1, см	10,37	11,4	12,44	13,48	14,51	15,55	16,58	17,62	18,66	19,69
R2, см	12,09	12,3	14,51	15,72	16,93	18,14	19,35	20,56	21,77	22,98
T1/2, c	2,44	2,42	2,4	2,4	2,48	2,44	2,44	2,48	2,53	2,50
q1/m1, Кл/кг	8,036	8,041	8,039	8,037	8,040	8,039	8,024	8,040	8,039	8,041
q2/m2, Кл/кг	6,893	7,453	6,892	6,891	6,891	6,891	6,891	6,890	6,890	6,890
Табличные значения q1/m1 = 8,032 , q2/m2 = 6,885

Удельный заряд каждого изотопа рассчитать по формуле



Пример расчета

Для изотопа

Табличные значения

Для изотопа Кл/кг

Табличные значения

Среднее значение удельного заряда для каждого изотопа





Вывод: Экспериментальные значения удельных зарядов изотопов углерода и практически совпадают с теоретическими значениями. Относительная погрешность изотопа , а относительная погрешность изотопа .

Таблица 3

Результаты измерений (Ne²⁰-Ne²²)

B=1,7 мТл
	1	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9
R1, см	17,28	19	20,73	22,46	24,19	25,91	27,64	29,37	31,1	32,82
R2, см	19,0	20,9	22,8	24,7	26,6	28,51	30,41	32,31	34,21	36,11
T1/2, c	2,48	2,5	2,51	2,49	2,48	2,53	2,5	2,48	2,53	2,51
q1/m1, Кл/кг	4,823	4,825	4,824	4,823	4,823	4,824	4,824	4,824	4,823	4,824
q2/m2, Кл/кг	4,386	4,386	4,386	4,386	4,386	4,384	4,385	4,385	4,385	4,385
Табличные значения q1/m1 = 4,819 , q2/m2 = 4,42

Удельный заряд каждого изотопа рассчитать по формуле



Среднее значение удельного заряда для каждого изотопа





Вывод: Экспериментальные значения удельных зарядов изотопов неона и незначительно отличаются от теоретических значений. Относительная погрешность , а относительная погрешность изотопа .

Таблица 4

Результаты измерений (U²³⁵-U²³⁸)

B=9,3 мТл
	1	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9
R1, см	26,77	29,45	32,12	34,8	37,48	40,15	42,83	45,51	48,18	50,86
R2, см	27,11	29,82	32,53	35,24	37,95	40,66	43,38	46,09	48,8	51,51
T1/2, c	5,84	5,84	5,88	5,8	5,85	5,82	5,89	5,8	5,84	5,58
q1/m1, Кл/кг	4,105	4,105	4,105	4,105	4,105	4,105	4,105	4,105	4,105	4,105
q2/m2, Кл/кг	4,053	4,054	4,054	4,054	4,054	4,054	4,053	4,053	4,053	4,053
Табличные значения q1/m1 = 4,102 , q2/m2 = 4,050

Удельный заряд каждого изотопа рассчитать по формуле



Среднее значение удельного заряда для каждого изотопа





Вывод: Экспериментальные значения удельных зарядов изотопов урана U²³⁵ и U²³⁸практически совпадают с теоретическими значениями.Относительная погрешность измерений изотопа U²³⁵⁼0,07%, а относительная погрешность изотопа U²³⁸ =0,09%.

Таблица 5

Результаты измерений (In¹¹³-In¹¹⁵)

B=9,3 мТл
	1	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9
R1, см	12,87	14,16	15,45	16,73	18,02	19,31	20,59	21,88	23,17	24,46
R2, см	13,1	14,41	15,72	17,03	18,34	19,65	20,96	22,27	23,58	24,89
T1/2, c	2,73	2,73	2,76	2,7	2,68	2,74	2,71	2,76	2,7	2,67
q1/m1, Кл/кг	8,538	8,537	8,535	8,539	8,538	8,536	8,539	8,538	8,537	8,536
q2/m2, Кл/кг	8,389	8,389	8,389	8,389	8,389	8,389	8,389	8,389	8,389	8,389
Табличные значения q1/m1 =8,530 , q2/m2 = 8,381

Удельный заряд каждого изотопа рассчитать по формуле



Среднее значение удельного заряда для каждого изотопа





Вывод: Экспериментальные значения удельных зарядов изотопов индия In¹¹³ и In¹¹⁵ практически совпадают с теоретическими значениями.Относительная погрешность для изотопа In¹¹³=0,08%, а относительная погрешность изотопа In¹¹⁵=0,09%.

Графики зависимости периода обращения частицы от скорости.


Вывод: Период обращения не зависит от скорости частиц, так как при увеличении скорости, увеличивается радиус орбиты и их отношение останется неизменным.