Laboratoriekursus i fysik A - KVUC

Laboratoriekursus i fysik A
Forår 2013
Forsøgsopstilling
Ved hjælp af elektromagneter skabes et magnetfelt. Heri placeres en Hall-sonde og en plexiglasholder
med en kvartcirkelformet udboring, og en holder til betakilden, som det er vist på figuren nedenfor.
Magnetfeltet kan varieres ved at variere strømmen gennem spolen. For et givet magnetfelt vil
betapartikler med en given energi og given impuls følge den udborede kanal (radius ).
Som bekendt gælder, at jo kraftigere magnetfelt, jo større energi har de betapartikler, der følger en
cirkelbane med en given radius (overvej selv!).
Opstillingen etableres og strømmen gennemspolerne varieres mellem 0 og 5 A. For hver værdi af
strømmen måles B-feltet med Hall-sonden og der tælles i . Lav mange målinger – cirka 20 –
således at springene i magnetfeltet varieres med cirka . Med GM-rør måles tælletallet. Husk også
at målebaggrundsstrålingen.
Teori for efterbehandlingen
Når betapartikler sendes i gennem magnetfeltet vinkelret på feltlinjeretningen, vil den følge en
cirkelbane bestemt ved at sætte centripetalkraften lig med Lorentzkraften
Med de energier betapartiklerne har, er vi nød til at regne relativistisk. I relativitetsteorien er
sammenhængen mellem en partikels energi og impuls givet ved
Thomas Pedersen 2013
( ) (2)
Her er partiklens hvileenergi. For elektronen hvileenergi . Det er praktisk at regne
alle energier i enheden og impulser i enheden ⁄ – I ser senere hvorfor!
Inden I møder op til øvelsen vil jeg bede jer om at regne følgende øvelse, som har til hensigt at træne
jer i at træne denne omregning mellem enhederne for energi og impuls.
(1)
Side 21 af 22