Определение заряда электрона

Лабораторная работа №7
Определение заряда электрона
Оборудование, необходимые измерения, средства измерений
Схема измерительной установки показана на рисунке 205. Для проведения
эксперимента можно использовать водный раствор сульфата меди (CuSO4), а в качестве
электродов — медные пластины.
Заряд электрона может быть определен по формуле,
М
е = m n NA
It
полученной из закона Фарадея для электролиза. Здесь m — масса выделившегося на
электроде вещества, М — молярная масса вещества, п — валентность этого вещества, NА
— постоянная Авогадро, I — сила тока, прошедшего через раствор электролита,
t
—
время прохождения тока. Масса выделившейся на катоде меди определяется путем
взвешивания катода до и после проведения опыта (m 1 и m 2 соответственно). Поэтому т =
m 2 — т1 и формула для определения заряда электрона примет вид:
М
е пр = ( m2 -m1 ) n NA
It
Для измерения силы тока используют школьный амперметр (шкала 0—2А; класс
точности 2,5), время измеряется часами (электронными или с секундной стрелкой). Реостат
в цепи необходим для регулирования силы тока.
Максимальные относительная и абсолютная погрешности измерения заряда
электрона определяются по формулам
 e  m22mm  II  tt . ; e  eпр e
Подготовка к проведению работы
1. Подготовьте бланк отчета со схемой электрической цепи и таблицей для записи
результатов измерений и вычислений.
2. Взвесьте катод, предварительно сделав на его верхней части риску, чтобы в
дальнейшем не перепутать с анодом. Укрепите электроды в держателе и, не вставляя
электроды в банку с раствором, соберите электрическую цепь согласно рисунку 205.
Проверьте надежность электрических контактов, правильность подключения электродов к
источнику тока, правильность подключения амперметра.
Проведение эксперимента, обработка результатов измерений
1. Опустите электроды в банку с раствором, замкните ключ, установите с помощью
реостата силу тока в цепи не более 1 А. Процесс электролиза проводите в течение 20мин,
поддерживая с помощью реостата силу тока в цепи неизменной. По окончании опыта
разомкните ключ, выньте и обсушите над электроплиткой медный катод и взвесьте его.
2. Вычислите e пр , максимальные абсолютные и относительные погрешности
измерений силы тока и времени;
Определите абсолютную погрешность измерения массы.
Вычислите максимальные погрешности (относительную и абсолютную) измерения
величины заряда электрона
3. Запишите результат измерения заряда электрона:
e  eпр  e.
 e  .....%
Сравните полученное значение заряда электрона с табличным.
Контрольный вопрос
Можно ли, используя данный метод измерения заряда электрона, повысить точность
результата? Как?