Визначення заряду електрона

Обладнання, необхідні вимірювання, засоби вимірювань

Схема вимірювальної установки показана на малюнку 205. Для виконання експерименту можна використати водний розчин сульфату міді (CuSO4), а як електроди — мідні пла­стини.

Заряд електрона можна визначити за формулою

яку виведено із закону Фарадея для електролізу. Тут m — маса речовини, що виділилася на електроді, М — молярна маса речовини, п — валентність цієї речовини, NA — стала Авогадро, l — сила струму, що пройшов через розчин електроліту, t — час проходження струму. Щоб визначити масу міді, яка виділилася на катоді, його зважують до і після виконання досліду (відповідно т1 та т2). Тому т = т2 — т1 і формула для визначення заряду електрона матиме оста­точний вигляд:

Для вимірювання сили струму використовують шкільний амперметр (шкала 0-2А; клас точності 2,5), Час вимірюють годинником (електронним чи з секундною стрілкою). Реостат у колі потрібний для регулювання сили струму.

Максимальні відносну і абсолютну похибки вимірювання заряду електрона визначають за формулами:

Підготовка до виконання роботи

1. Підготувати бланк звіту зі схемою електричного кола і таблицею для записування результатів вимірювань і обчис­лень.

2. Зважити катод, заздалегідь зробивши на його верхній частині риску, щоб надалі не переплутати його з анодом. Укріпити електроди в тримачі і, не вставляючи електроди в банку з розчином, скласти електричне коло згідно з малюн­ком 205. Перевірити надійність електричних контактів, пра­вильність приєднання електродів до джерела струму, правиль­ність приєднання амперметра.

Виконання експерименту, обробка ре­зультатів вимірювань

1. Опустити електроди у банку з розчином, замкнути ключ, устано­вити за допомогою реостата силу стру­му в колі не більше 1А. Процес елек­тролізу має тривати 20 хв, при цьому силу струму в колі слід підтримувати незмінну (за допомогою реостата).

Після завершення досліду ключ розімкнути, вийняти і вису­шити над електроплиткою мідний катод, зважити його.

2. Обчислити епр, максимальні абсолютні і відносні похибки вимірювання сили струму і часу; визначити абсолютну по­хибку вимірювання маси; обчислити максимальні похибки (відносну й абсолютну) вимірювання величини заряду елек­трона.

3. Записати результат вимірювання заряду електрона:

Порівняти добуте значення заряду електрона з таблич­ним.

Контрольне запитання

Чи можна, використовуючи застосований метод вимірю­вання заряду електрона, підвищити точність результату? Як?

ВИВЧЕННЯ ЯВИЩА ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ

Обладнання: міліамперметр, джерело живлення, котушки з осердям, дугоподібний магніт, вимикач кнопковий, з'єднувальні проводи, магнітна стрілка (компас), реостат.

Підготовка до проведення роботи

1. Вставити в одну з котушок залізне осердя, закріпивши його гайкою. Через міліамперметр, реостат і вимикач приєднати цю котушку до джерела живлення. Вимикачем увімкнути струм і за допомогою магнітної стрілки (компаса) визначити магнітні полюси котушки із струмом. Зафіксувати, в який бік відхи­ляється при цьому стрілка міліамперметра. У процесі виконання роботи магнітні полюси котушки з струмом можна визначати за напрямом відхилення стрілки міліамперметра.

Перейти на сторінку номер:
 1  2  3