电子束的电偏转和磁偏转 ? 实验目的: 1.掌握电子束在外加电场和磁场作用下的偏转的原理和方式。 2.观察电子束的电偏转和磁偏转现象,测定电偏转灵敏度、磁偏转灵敏度、截止栅偏压。 ? 实验原理: 1. 电偏转的观测 电子束电偏转原理图如图(1)所示。当加速后的电子以速度 V 沿 X 方向进入电场时, 将受到电场力作用,作加速运动,电子穿出磁场后,则做匀速直线运动,最后打在荧光屏 上。其电偏转的距离 D 与偏转电压 V,加速电压 VA 及示波管结构有关。 Y l L ? θ R e 0 R ? θ 图 2 磁偏转原 理 ? S Z 图(1)电子束电偏转原理 为了反应电偏转的灵敏程度,定义 ?e ? D V (1) ?e 称为电偏转灵敏度,用 mm/V 为单位。 ?e 越大,电偏转的灵敏度越高。实验中 D 从 荧光屏上读出,记下 V,就可验证 D 与 V 的线性关系。 2.磁偏转原理 电子束磁偏转原理如图(2)所示。当加速后的电子以速度 V 沿 X 方向垂直射入磁场时, 将会受到洛伦磁力作用,在均匀磁场 B 内作匀速圆周运动,电子穿出磁场后,则做匀速直线 运动,最后打在荧光屏上。 为了反映磁偏转的灵敏程度,定义 ? m ? SlI (2) ? m 称为磁偏转灵敏,用 mm/A 为单位。 ? m 越大,表示磁偏转系统灵敏度越高。实验 中 S 从荧屏上读出,测出 I,就可验证 S 与 I 的线性关系。 3.截止栅偏压原理 示波管的电子束流通常通过调节负栅压 UGK 来控制的,调节 UGK 即调节“辉度调节” 电位器,可调节荧光屏上光点的辉度。 UGK 是一个负电压,通常在-35~45 之间。负栅压越 大,电子束电流越小,光点的辉度越暗。 使电子束流截止的负栅压 U GK 0 称为截止栅偏压。 ? 实验仪器: ? ? TH-EB 型电子束实验仪,示波管组件,0~30V 可调直流电源,多用表 实验步骤: 1. 准备工作。 2. 电偏转灵敏度的测定。 3. 磁偏转灵敏度的测定。 4. 测定截止栅偏压。 数据记录及实验数据处理: 1.电偏转( vA ? 800伏) 偏移方向 偏转电压 V(伏) X 光点坐标(毫米) 偏移量 D(毫米) 偏转灵敏度 ?e (毫米/伏) 偏转灵敏度平均值 ?e (毫米/伏) 偏转方向 偏转电压 V(伏) Y 光点坐标(毫米) 偏转量 D(毫米) 偏转灵敏度 ?e (毫米/伏) 偏转灵敏度平均值 ?e (毫米/伏) 向右 0 5.0 10 15 -2 0 2.5 6.5 0 2 4.5 8.5 - 0.4 0.45 0.57 0.48 向上 0 5 10 15 -1 3 8 13 0 4 9 - 0.8 0.9 0.9 向左 20 0 -5 -10 -15 8 -2 -5 -7.5 -10 10 0 3 5.5 8 0.5 - 0.6 0.55 0.53 0.55 向下 20 0 -5 -10 -15 18.5 -1 -6 -11 -16 5 1 10 1 15 1 -20 -12.5 10.5 0.525 -20 -21 20 1 14 19.5 0 0.93 0.98 1 水平电偏转灵敏度 D-V 曲线: 垂直电偏转灵敏度 D-V 曲线: 电偏转( VA ? 1000伏) 偏移方向 偏转电压 V(伏) X 光点坐标(毫米) 偏移量 D(毫米) 偏转灵敏度 ? (毫米/伏) e 偏转灵敏度平均值 ? (毫米/伏) e 0 5.0 -1 0.5 0 1.5 - 0.3 0.35 0 5 -1 2 0 3 - 0.8 0.75 向右 10 15 2.5 4.5 3.5 5.5 0.35 0.37 偏转方向 偏转电压 V(伏) Y 光点坐标(毫米) 偏转量 D(毫米) 偏转灵敏度 ? (毫米/伏) e 偏转灵敏度平均值 ? (毫米/伏) e 向左 20 0 -5 -10 -15 6.5 -1 -3.5 -5.5 -7.5 7.5 0 2.5 4.5 6.5 0.38 - 0.5 0.45 0.43 0.46 向上 向下 10 15 20 0 -5 -10 -15 6 10 14 -1 -5.5 -9 -13 7 11 15 0 6.5 10 14 0.7 0.73 0.75 - 1.3 1 0.93 1.0 -20 -10 9 0.45 -20 -17 18 0.9 水平电偏转: 垂直电偏转: 2. 2.磁偏转( vA ? 800伏)