实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比.docx

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1、实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比篇一：电子荷质比的测定(实验报告)大学物理实验报告实验名称磁聚焦法测电子荷质比实验日期2021-04-24实验人员袁淳(202102120406)F?evB将运动速度分解成与磁感应强度平行的速度v//和与磁感应强度垂直的速度v?。v//不受洛伦兹力的影响，继续沿轴线做匀速直线运动。?在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其方程为：2mvF?evB?r则由阴极发射的电子，在加速电压U的作用下获得了动能，根据动能定理，2e2U?则2m(rB)保持加速电压U不变，通过改变偏转电流I，产生不同大小磁场，保证电子束与磁场严格垂直，进而测量

2、电子ve??mrB1mv?eU2束的圆轨迹半径，就能测量电子的rm值。324?0NIB?()?螺线管中磁感应强度的计算公式以5R数=130匝；R为螺线管的平均半径=158mm。得到最终式：表示，式中?0=4?×10-7H/m。N是螺线管的总匝e?125?UR2U12???3.65399?10?22?C/kg??2m?32??0NIrIr测出与U与I相应的电子束半径，即可求得电子的荷质比。r预习报告--磁聚焦测定荷质比实验预习报告姓名：张伟楠同组姓名：班级：F0703028实验日期：2021.04.14学号：5070309108实验成绩：指导老师：批阅日期：

3、磁聚焦法测定电子荷质比电子束的偏转与聚焦实验报告南昌大学物理实验报告课程名称：普通物理实验（2）实验名称：电子束的偏转与聚焦学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、实验目的：1、了解示波管的构造和工作原理。2、定量分析电子束在匀强电场作用下的偏转情况和在均匀磁场作用3、学会规范使用数字多用表。4、学会磁聚焦法测量电子比荷的方法。下的偏转情况。二、实验仪器：EB—Ⅲ电子束实验仪、直流稳压电源30V，2A、数字多用表。三、实验原理：1、示波管的结构示波管又称为阴极射线管，其密封在高真空的玻璃壳之中，它的构造如图1所示，主要包括三个部分：

4、前端为荧光屏，（S，其用来将电子束的动能变为光），中间为偏转系统（Y：垂直偏转板，X：水平偏转板），后端为电子枪（K：阴极，G：栅极，A1：聚焦阳极，A2：第二阳极，A3：前加速阳极）。灯丝H用6.3V交流供电，其作用是将阴极加热，使阴极发射电子，电子受阳极的作用而加速。2、电聚焦原理电子射线束的聚焦是电子束管必须解决的问题。在示波管中，阴极被加热发射电子，电子受阳极产生的正电场作用而加速运动，同时又受栅极产生的负电场作用只有一部分电子能够通过栅极小孔而飞向阳极。栅极G的电压一般要比阴极K的电压低20~100V,由阴极发射电子，受到栅极与阴极间减速电场的作

5、用，初速度小的电子被阻挡，而那些初速度大的电子可以通过栅极射向荧光屏。所以调节栅极电压的高低可以控制射向荧光屏的电子数，从而控制荧光屏上的辉度。当栅极上的电压负到一定的程度时，可使电子射线截止，辉度为0。加速电极的电压比阴极电位高几百伏至上千伏。前加速阳极，聚焦阳极和第二阳极是由同轴的金属圆筒组成。由于各电极上的电压不同，在它们之间形成了弯曲的等势面、电场线。这样就使电子束的路径发生弯曲，这类似光线通过透镜那样产生了会聚和发散，这种电器组合称为电子透镜。改变电极间的电压分布，可以改变等势面的弯曲程度，从而达到电子束的聚焦。3、电偏转原理在示波管中，电子从被

6、加热的阴极K逸出后，由于受到阳极电场的加速作用，使电子获得沿示波管轴向的动能。电场力做的功eU应等于电子获得的动能eU?1mv22（1）显然，电子沿Z轴运动的速度vz与第二阳极A2的电压U2的平方根成正比，即vz?2emU2（2）若在电子运动的垂直方向加一横向电场，电子在该电场作用下将发生横向偏若偏转板板长为l、偏转板末端到屏的距离为L、偏转电极间距离为d、轴向转，如图2所示。加速电压（即第二阳极A2电压）为U2，横向偏转电压为Ud，则荧光屏上光点的横向偏转量D由下式给出：lUdl2U22dD?（L?)（3）由式（3）可知，当U2不变时，偏转量D随Ud的增

7、加而线性增加。所以，根据屏上光点位移与偏转电压的线性关系，可以将示波管做成测量电压的工具。若改变加速电压U2，适当调节U1到最佳聚焦，可以测定D-Ud直线随U2改变而使斜率改变的情况。4、磁偏转原理电子通过A2后，若在垂直Z轴的X方向外加一个均匀磁场，那么以速度v飞越子电子在Y方向上也会发生偏转，如图所示。由于电子受洛伦兹力F=eBv作用，F的大小不变，方向与速度方向垂直，因此电子在F的作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力就是向心力，即有eBv=mv2/R，所以R?mvzeB（4）电子离开磁场后将沿圆切线方向飞出，直射到达荧光屏。在偏转角φ较小的情况下，近似的有

8、tan??lD?RL（5）式中，l为磁场宽度，D为电子在荧光屏上亮