电子束的偏转实验报告 篇一:电子束偏转实验报告 篇一:电子束的偏转实验报告 实验题目: 电子束线的偏转 实验目的 1. 研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律; 2. 了解电子束 管的结构和原理。 仪器和用具 实验原理 1.电子束在电场中的偏转 假定由阴极发射出的电子其平均初速近似为零, 在阳极电压作用 下, 沿 z 方向作加速运动, 则其最后速度 vz 可根据功能原理求出来, 即 eua?移项后得到 vz? 2 12mvz 2 2eua () m e 式中 ua 为加速阳极相对于阴极的电势,为电子的电荷与质量之 比(简称比荷,又称荷 m 质比) .如果在垂直于 z 轴的 y 方向上设置一个匀强电场,那么 以 vz 速度飞行的电子将在 y 方向上发生偏转,如图所示.若偏转电 2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创 1 / 12 场由一个平行板电容器构成,板间距离为 d,极间电势差为 u,则电 子在电容器中所受到的偏转力为 fy?ee? eu () d ??根据牛顿定律 eu d eu () md 即电子在电容器的 y 方向上作匀加速运动, 而在 z 方向上作匀速 运动,电子横越电容器 的时间为 t? l () vz 当电子飞出电容器后,由于受到的合外力近似为零,于是电子几 乎作匀速直线运动,一直打到荧光屏上,如图里的 f 点.整理以上各 式可得到电子偏离 z 轴的距离 n?ke u () ua ll?l? 1??? 2d?2l? 式中 ke? 2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创 2 / 12 fy?m?y??因此 ?y 是一个与偏转系统的几何尺寸有关的常量. 所以电场偏转的特点 是:电子束线偏离 z 轴(即荧光屏中心)的距离与偏转板两端的电压 成正比,与加速极的加速电压成反比. 2.电子束在磁场中的偏转 如果在垂直于 z 轴的 x 方向上设置一个由亥姆霍兹线圈所产生的 恒定均匀磁场, 那么以速度 vz 飞越的电子在 y 方向上也将发生偏转, 如图所示.假定使电子偏转的磁场在 l 范围内均匀分布,则电子受到 的洛伦兹力大小不变,方向与速度垂直,因而电子作匀速圆周运 动,洛伦兹力就是向心力,所以电子旋转的半径 r? mvz () eb 当电子飞到 a 点时将沿着切线方向飞出,直射荧光屏,由于磁场 由亥姆霍兹线圈产生,因此磁场强度 b?ki () 式中 k 是与线圈半径等有关的常量,i 为通过线圈的电流值.将 () 、 ()式代人()式,再根据图的几何关系加以整理和化简,可得 到电于偏离 z 轴的距离 n?km i () a llk?l?e 1? ??2?2l?m 式中 km? 也是一个与偏转系统几何尺寸有关的常量. 所以磁场偏转的特点 2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创 3 / 12 是:电子束的偏转距离与加速电压的平方根成反比,与偏转电流成正 比. 1 2 3 22 电子管内部线路图 实验内容 1、 研究和验证示波管中电场偏转的规律。 检验:① 加速电压不变时,偏转距离与偏转电压是否成正比, ② 偏转电压不变时,偏转距离与加速电压是否成反比, 测量:加速电压 vk 单位(v) 偏转距离 n 单位(格) 偏转电压 vy 单位(v) 画出 vy-n 曲线,验证偏转距离 n 与偏转电压 vy 是否成 正比,并算出电偏转灵敏度 s= n /vy。 ′′根据 vy-n 图线,证明 n′1vk1= n2vk2= n3vk3=常量,就验 证偏转距离 n 与加速电压 vk 成反比关系。 2.研究和验证显象管中磁场偏转的规律。 检验:① 加速电压不变时,偏转距离与偏转电流是否成正比, ② 偏转电流不变时, 偏转距离与加速电压的平方根是否成反比。 测量:加速电压 vk 单位(v) 位(v),偏转电流 id 单位(a) 在坐标纸上画出 id-d 关系曲线,验证偏转距离 d 与偏转电流 id 是否成正比,并算出磁偏转灵敏度 s= d /id。根据 id-d 曲线,证明 d1?k1?d2?k2?d3?k3=常量,就验证偏转距离 d 与加速电压的平方根 k 2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创 4 / 12 偏转距离 d 单位(格) 偏转电压 vd 单 成反比关系。 根据 id-d 曲线,证明 d1?k1?d2?k2?d3?k3=常量,就验证偏转距 离 d 与加速电压的平方根 k 成反比关系。