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