Методическое описание лабораторной работы “Изучение движения заряженных частиц методом магнетрона”

Содержание:
Введение 3
Глава І. Термоэлектронная эмиссия 6
1.1. Свойства термоэлектронной эмиссии
Глава 2. Движение электронов, магнитном и электрическом поле 9
2.1. Движение электронов в однородном электрическом поле
2.2. Движение электронов в однородном магнитном поле
Глава 3. Движение электронов в магнетроне 12
Глава 4. Устройства простейшего магнетрона 16
Глава 5. Определение удельного заряда методом магнетрона 18
5.1 Порядок выполнения
5.2 Результаты эксперимента
5.3 Анализ экспериментальных данных
Заключение 30
Список литературы 31
Приложение 1. Методические указания к лабораторной работе
«Определение удельного заряда электрона методом магнетрона» 32
а) Краткий русско-тувинский словарь физических терминов;
б) Краткая теория;
в) Схема установки;
г) Порядок выполнения работы;
д) Контрольные вопросы;
Приложение 2. Форма заполнения отчета по лабораторной работе 42

Купить

Магнетроны являются генераторами электромагнитных колебаний и рассчитаны в настоящее время для работы в узкой полосе частот в диапазоне 300 ; 300 000 МГц при выходной мощности в импульсе от 10 Вт до 10 МВт и длительности импульса 0,1^5 мкс. Вес магнетронов колеблется от 200 г до 100 кг и более. Среди сверхвысокочастотных (СВЧ) приборов магнетроны являются лидерами по такому параметру как отношение генерируемой мощности к единице массы прибора. С экономической точки зрения стоимость изготовления магнетрона на порядок меньше стоимости изготовления таких приборов как клистрон и лампы бегущей волны (ЛБВ) при прочих одинаковых характеристиках.
Впервые созданные советскими учеными импульсные многорезонаторные магнетронные генераторы СВЧ колебаний получили широкое распространение в связи с развитием радиолокации. С созданием магнетронов мощностью до нескольких мегаватт в импульсе появились радиолокационные станции дальнего обнаружения, определения места нахождения и управления движением самолетов на авиалиниях. Построены мощные передатчики, применяемые в астрономии для локации планет, а также в ускорителях элементарных частиц.
Компактность и высокий к. п. д. открывают широкие перспективы применения импульсных магнетронов в телеметрической аппаратуре космических кораблей, в различных приборах для измерения скорости и расстояния, в строительстве, сельском хозяйстве и т. д.
Генерирование СВЧ колебаний в магнетроне происходит в результате передачи энергии электронов высокочастотному полю колебательной системы в скрещенных электрическом и магнитном полях. За относительной простотой конструкции магнетрона скрывается глубокое принципиальное отличие магнетронного генератора от лампового генератора, состоящее в длительном (многократном) взаимодействии электронов с высокочастотным (ВЧ) полем на их пути от катода к аноду и соблюдении при этом фазовых условий самовозбуждения с общим к. п. д. 30—60%. Специфика электронного механизма состоит также в том, что катод магнетрона подвергается интенсивной обратной бомбардировке электронами, в результате которой отбор тока может достигать 100 А с 1 см2 поверхности катода. В основном этими обстоятельствами объясняется выбор режима работы магнетрона.
Магнетрон является одним из наиболее «великовозрастных» представителей электровакуумных приборов (ЭВП) сверхвысоких частот. В сегодняшнем понимании, магнетрон — это генераторный ЭВП СВЧ, в котором формирование электронного потока и его взаимодействие с СВЧ полем происходит в пространстве, где действуют взаимно перпендикулярные электрическое и магнитное поля. Отсюда магнетрон и его последующие разновидности получили общее название: СВЧ-приборы со скрещенными полями.
Актуальность. Магнетрон является одним из простейших приборов, позволяющих исследовать движение электронов в электрических и магнитных полях. Результаты исследования достаточно легко интерпретировать и обработать. Это приводит к выбору данного прибора для исследования параметров движения электронов в электрических и магнитных полях.
Целью: данной работы является изучение устройства и свойств простейшего магнетрона, а также ознакомиться с законами движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Методика измерения удельного заряда электрона.
Задачи:
1. Изучение свойств термоэлектронной эмиссии.
2. Изучение особенности движения электронов магнитных и электрических полях.
3. Изучить траекторий движения электронов в магнетроне.
4. Знакомства с устройством магнетрона.
5. Сделать методические указания к лабораторной работе «Определение удельного заряда методом магнетрона»
6. Посчитать погрешность, а также построить график зависимости тока анода в ток катушке.
Купить