UMEÅ UNIVERSITET
Institutionen för fysik
Madelen Holmlund / Robert Röding
2004-03-03
Svängande magnetisk dipol
i inhomogent magnetfält
Inledning
Till grund för laborationen ligger bifogad artikel: Oscillations of a dipole in a magnetic field:
An experiment, Juan Bisqert et al., Am.J.Physics, 58(9), 1990. Bilagd är också artikeln
Erratum: "Oscillations of a dipole in a magnetic field: An experiment" [Am.J.Physics, 58(9),
1990], Juan Bisqert et al., Am.J.Physics, 59(6), 1991, i vilken ekvationerna (7) och (9) i första
artikeln ersätts med ekvationerna (1) och (2) i den andra.
Studera dessa artiklar noggrannt innan du sätter igång. Det väsentliga är att du förstår
tankegångarna och fysiken i de olika stegen. Slututtrycken i härledningarna är ganska långa
och du bör skriva beräkningsprogram för att förenkla beräkningarna.
De teoretiska beräkningarna ska utföras med två olika grader av approximationsnivå som är
beskrivna i artikeln.
Experimentuppställning
Till ditt förfogande har du
•
luftbana med Helmholtzspole och ryttare
•
permanentmagnet
•
strömkälla och ampèremeter
•
Gaussmeter med mätbord för mätning av magnetiskt dipolmoment
•
Dator
•
tidtagarur
Att fundera på
Beskriv vad som skiljer de olika beräkningsmodellerna. I båda modellerna görs vissa
approximationer. Vilka?
Vilken approximation har gjorts i härledningen av ekvationerna (4) och (5) och vilken
experimentell konsekvens får den?
Beskriv med ord hur ekvation (2) i "Erratum:..." har härletts. Vilket viktigt antagande har
gjorts?
Beskriv hur du experimentellt bestämmer det magnetiska dipolmomentet. Vilken viktig
felkälla bör du särskilt tänka på och hur tar du hänsyn till den?
Ge en fysikalisk tolkning av ekvation (23).
Ekvation (13) subsitueras i ekvation (23) och resultatet approximeras till 'lowest order in xm'
kan vi läsa i texten. Vilken experimentell konsekvens får det?
Förklara vad som menas med andra meningen uppifrån på sid 842: 'The koefficient of xm in
the force expression will be (-M) times the square of our final calculated value for the
frequency of the harmonic oscillation, ωII'.
Svaren på dessa frågor ska du redogöra för i den skriftliga rapporten eller den muntliga
redovisningen.
Labrapporten
I rapporten ska finnas svar till ovanstående frågeställningar. Labrapporten kan vara
strukturerad enligt följande:
Sammanfattning - ange helt kort vad du gjort och vilket resultat du kommit fram till.
Inledning - bakgrund till experimentet. Beskriv artikeln och jämför med ditt försök.
Teori - redogör för den teori som används i detta försök. Under Att fundera på finns tips på
vilka samband som beskriver försöket. Illustrera med figurer.
Experimentuppställning - här kan du med figurer visa vilka komponenter du har använt till
ditt försök. Glöm inte att ange storlek på avstånd, strömmar, spänningar och liknande.
Genomförande - beskriv hur du gjorde för att få ett resultat.
Beräkningar - här kan du visa vilka beräkningar du var tvungen att göra för att komma fram
till ditt resultat. Glöm inte att göra mätvärdesbehandling där du tar hänsyn till fel och
approximationer.
Diskussion - diskutera ditt resultat, jämför med artikelförfattarnas resultat och med teoretiskt
värde. Vad kan man göra för att förbättra laborationen?
Referenser - ange vilka referenser du använt för att skriva din rapport.
