试验25电子束的偏转与聚焦及电子荷质比的测定
电子束的偏转与聚焦实验报告
电子束的偏转与聚焦实验报告实验目的：本实验旨在通过对电子束的偏转与聚焦进行实验，探究电子束在电场和磁场作用下的行为规律，加深对电子束的物理特性的理解。
实验仪器和材料：1. 电子束偏转器。
2. 电子束聚焦器。
3. 电子束发生器。
4. 电子束检测器。
5. 电源。
6. 磁铁。
7. 导线。
8. 示波器。
9. 实验台。
10. 电子束样品。
实验原理：电子束的偏转与聚焦实验是利用电场和磁场对电子束进行控制，从而观察电子束在不同条件下的行为。
电子束在电场中会受到电场力的作用，而在磁场中会受到洛伦兹力的作用。
通过调节电场和磁场的强度和方向，可以实现对电子束的偏转和聚焦。
实验步骤：1. 将电子束发生器连接到电子束偏转器和聚焦器上，并调节电子束的强度和方向。
2. 将磁铁放置在电子束的路径上，调节磁场的强度和方向。
3. 通过示波器观察电子束在不同电场和磁场条件下的运动轨迹。
4. 调节电子束的聚焦器，观察电子束的聚焦效果。
5. 记录实验数据，并进行数据分析和实验结论的总结。
实验结果：经过一系列实验操作和数据记录，我们观察到在不同电场和磁场条件下，电子束的偏转和聚焦情况发生了明显的变化。
当电场和磁场的方向和强度发生变化时，电子束的运动轨迹也相应发生了变化。
在调节电子束聚焦器时，我们发现可以通过调节聚焦器的参数，实现对电子束的聚焦效果的控制，从而获得清晰的电子束图像。
实验结论：通过本实验，我们深入了解了电子束在电场和磁场作用下的行为规律。
电子束在电场和磁场的双重作用下，呈现出复杂的运动轨迹，但通过调节电场和磁场的参数，可以实现对电子束的精确控制。
此外，通过调节电子束聚焦器，也可以实现对电子束的聚焦效果的控制，为电子束成像提供了重要的理论基础和实验依据。
总结：本实验通过对电子束的偏转与聚焦进行实验，探究了电子束在电场和磁场作用下的行为规律，加深了对电子束的物理特性的理解。
通过实验操作和数据分析，我们获得了丰富的实验结果，并得出了一系列结论，为进一步研究和应用电子束技术提供了重要的实验基础。
电子束的偏转与聚焦测量数据
误差 6.8% 6.74%
点聚测量时螺距 h 应从电子束在示波 结果分析:通过这种方法测量的电子荷质比误差较大。点聚 点聚 管中的第一个聚焦点开始算起，但第一个聚焦点的位置随栅压、第一阳极、第二阳极的电压 而变化。在不同的加速电压下用同一个螺距计算显然有误差。螺距随各电压变化而变化的规 律选做实验。线聚 线聚的螺距应从水平偏转板附近测量。 线聚 一是螺距的测量起点随不 误差分析: 本实验测量荷质比误差较大，误差主要来自与两方面，一是 一是 同的加速电压而变化；二是 二是聚集电流的误差，一方面来源表的精度，重要的是来自聚焦状态 二是 的判断造成的。 其它误差：1、示波管中的真空度影响 µ 0 的准确度。2、把螺线管中的磁场忽略边缘效应，看 成理想的匀强磁场，它与实际磁场有误差。4、地磁场也稍微影响。
950V 1.62A 1.694
1000V 1.68A 1.665
理论值
1.758
误差分析：此仪器给出的螺距比较准确，这是由示波管的结构决定的。但是多数仪器上缺少 铭牌，缺少参数。若统一用少数仪器上的参数，部分仪器测量误差就太大。 2、用电子束实验仪测量 、 点聚： 点聚： h = 230mm, N = 1385, D = 92.5mm, L = 265mm
0.492 0.550
6.7% 10.2%
线聚： 线聚： h = 167 mm, N = 1385, D = 92.5mm, L = 265mm
Ua
1000V 1200V
励磁电流（A） 正 反 正 反 0.664 0.683 0.746 0.696
I正 + I反 2 0.678 I =
0.721
e (×1011 C / kg ) m 1.59
Hale Waihona Puke Ua100V 1200V
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下的偏转情况。
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。
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：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。
实验25电子束的偏转与聚焦及电子荷质比的测定pdf
1实验25 电子荷质比的测量【实验目的】1. 了解电子在电场和磁场中的运动规律；2. 学习用磁聚焦法测量电子的荷质比；3.通过本实验加深对洛伦兹力的认识。
【实验仪器】D DZS -型电子束实验仪 【实验原理】1． 示波管的简单介绍：示波管如图1所示，示波管包括有：（1）一个电子枪，它发射电子，把电子加速到一定速度，并聚焦成电子束； （2）一个由两对金属板组成的偏转系统；（3）一个在管子末端的荧光屏，用来显示电子束的轰击点。
图1 小型示波管外形示意图所有部件全都密封在一个抽成真空的玻璃外壳里，目的是为了避免电子与气体分子碰撞而引起电子束散射。
接通电源后，灯丝发热，阴极发射电子。
栅极加上相对于阴极的负电压，它有两个作用：①一方面调节栅极电压的大小控制阴极发射电子的强度，所以栅极也叫控制极；②另一方面栅极电压和第一阳极电压构成一定的空间电位分布，使得由阴极发射的电子束在栅极附近形成一个交叉点。
第一阳极和第二阳极的作用一方面构成聚焦电场，使得经过第一交叉点又发散了的电子在聚焦场作用下又会聚起来；另一方面使电子加速，电子以高速打在荧光屏上，屏上的荧光物质在高速电子轰击下发出荧光，荧光屏上的发光亮度取决于到达荧光屏的电子数目和速度，改变栅压及加速电压的大小都可控制光点的亮度。
水平偏转板和垂直偏转板是互相垂直的平行板，偏转板上加以不同的电压，用来控制荧光屏上亮点的位置。
2．电子的加速和电偏转：为了描述电子的运动，我们选用了一个直角坐标系，其z 轴沿示波管管轴，x 轴是示波管正面所在平面上的水平线，y 轴是示波管正面所在平面上的竖直线。
从阴极发射出来通过电子枪各个小孔的一个电子，它在从阳极2A 射出时在z 方向上具有速度Z v ；Z v 的值取决于K 和2A 之间的电位差C B 2V V V +=（图2）。
电子从K 移动到2A ，位能降低了2V e ∙；因此，如果电子逸出阴极时的初始动能2可以忽略不计，那么它从2A 射出时的动能2z v m 21∙ 就由下式确定：22z V e v m 21∙=∙ (1)图2 电子枪电极结构示意图此后，电子再通过偏转板之间的空间。
电子束的偏转和聚焦现象实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验（下）_____________ 实验名称：电子束的偏转和聚焦现象学院：信息工程学院专业班级：学生姓名：学号：实验地点：基础实验大楼B213 座位号：实验时间：第11周星期三下午三点四十五分_______一、实验目的：1、了解示波管的基本结构和工作原理；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下的偏转情况；3、学会规范使用数字万用表；4、学会磁聚焦原理测量电子的荷质比的方法。
二、实验原理：1、示波管的基本结构阳极电压U2：改变电子束的加速电压的大小。
聚焦电压U1：用以调节聚焦极A1上的电压以调节电极附近区域的电场分布，从而调节电子束的聚焦和散焦。
栅极电压UG（辉度）：用以调节加在示波管控制栅极上的电压大小，以控制阴极发射的电子数量，从而控制荧光屏上光点的辉度。
UdX偏转电压调节：-80V～80V。
调零X：用来调节光点水平距离。
UdY偏转电压调节：-80～80V。
调零Y：用来调节光点上下距离。
2、电聚焦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。
电子束的偏转与聚焦现象
南昌大学物理实验报告学生姓名: 刘阳学号: 6110116158 专业班级: 电子165实验时间:第九周星期: 一座位号: 40电子束的偏转与聚焦现象一、实验目的1、了解示波管的构造和工作原理，分析电子束在匀强电场和匀强磁场作用下的偏转情况；2、学会使用数字万能表和聚焦法测量电子荷质比的方法。
二、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：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，A 1：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。
K G A Y1SY2G U1KU2图12、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的电压一般要比阴图2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。
电子束的磁偏转与磁聚焦实验报告
电子束的磁偏转与磁聚焦实验报告一、实验目的1、研究电子束在磁场中的偏转规律，加深对洛伦兹力的理解。
2、掌握电子束磁偏转和磁聚焦的测量方法。
3、测定电子荷质比。
二、实验原理1、电子束的磁偏转当电子以速度 v 垂直进入磁场 B 时，将受到洛伦兹力 F 的作用，其大小为 F ＝ e v B，其中 e 为电子电荷。
洛伦兹力的方向始终垂直于电子的速度方向，使电子在垂直于磁场和速度的平面内做圆周运动。
在磁场中运动的电子会发生偏转，其偏转位移 y 与磁场强度 B、加速电压 V、偏转电压 V_d 等因素有关。
2、电子束的磁聚焦在均匀磁场中，电子束中的电子做螺旋运动。
如果磁场是轴向的，且各电子的速度 v 大小相近、方向略有差异，经过一段距离后，它们会会聚在一点，这就是磁聚焦现象。
磁聚焦的条件是电子旋转一周的时间与在轴向前进的距离正好相等。
三、实验仪器电子束实验仪、直流稳压电源、示波器等。
四、实验步骤1、连接实验仪器，确保线路连接正确。
2、打开电源，预热一段时间，使仪器工作稳定。
3、调节加速电压 V，使其达到一定值，并保持不变。
4、逐渐增加偏转电压 V_d，观察电子束在磁场中的偏转情况，记录偏转位移 y。
5、改变磁场强度B，重复上述步骤，测量不同条件下的偏转位移。
6、进行磁聚焦实验，调节磁场强度和加速电压，观察磁聚焦现象，测量相关数据。
五、实验数据及处理1、磁偏转实验数据加速电压 V ＝＿___ V磁场强度 B（T）偏转电压 V_d（V）偏转位移 y（mm）01 5 1201 10 2502 5 0602 10 13根据实验数据，绘制偏转位移 y 与偏转电压 V_d 的关系曲线，分析其线性关系。
2、磁聚焦实验数据加速电压 V ＝＿___ V磁场强度 B（T）聚焦长度 L（mm）01 15002 75根据磁聚焦实验数据，计算电子的荷质比 e/m。
六、实验误差分析1、仪器精度的限制，如电源电压的稳定性、磁场强度的测量误差等。
实验二十五 电子束偏转与聚焦及电子荷质比的测定
实验二十五 电子束偏转与聚焦及电子荷质比的测定【实验目的】1. 了解示波管的基本构造和工作原理。
2. 掌握示波管中电子束电偏转和电聚焦的基本原理。
3. 掌握利用作图法求电偏转灵敏度的数据处理方法。
【实验原理】1. 示波管的基本构造和工作原理(参见实验----示波器)2. 电子束的电偏转电子在两偏转板之间穿过时，如果两板之间电位差为零，电子则笔直穿过偏转板打在荧光屏中央（假定电子枪瞄准荧光屏中心）形成一个小亮斑，如果在两块Y （或X ）偏转板上加有电压，电子就会受电场力的作用而发生偏转，如右图所示。
根据理论推导可得在Y 方向上的位移D y ： 2y dy alLD V dV =⋅ 式中l 是偏转板的长度，d 是偏转板Y 1与Y 2之间的宽度，L 是Y 偏转板的中心点到荧光屏的距离，V a 是阳极电压，V dy 是加在偏转板Y 1与Y 2之间的电压（简称偏转电压）。
3.示波管的电压偏转灵敏度定义：示波管的电压偏转灵敏度是指偏转电压为1V 时，屏上光点位移的大小。
分Y 偏转灵敏度和X 偏转灵敏度。
Y 偏转灵敏度：adyy y dV lLV D S 2== X 偏转灵敏度：a dx x x dV lL V D S 2==【实验内容】电偏转实验用来验证电子束在固定加速电压a V 下，电偏移量D 与偏转电压d V 之间的线性关系；可用描点法将D -d V 在Y X /坐标系中描绘出来，并依据直线斜率确定加速电压a V 与电偏转灵敏度S 之间的关系。
2、X 电偏转灵敏度测量dy dx数S y、S x.分析在不同阳极电压Va的情况下灵敏度系数的大小。
作业：教材P219：分析讨论题2）电子束测试仪面板图。
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2
【实验仪器】
DZS-D型电子束实验仪
本仪器的其它参数如下： 螺线管内的线圈匝数： 螺线管的长度: 螺线管的直径：
N 526 T
L 0.234 m
D 0.090 m
螺距(Y偏转板至荧光屏距离):
h 0.145 m
【实验内容】
1.X,Y方向电偏转规律测量，由测量结果计算电偏转 灵敏度。 2.电聚焦测量。
3.磁偏转规律测量，由测量结果计算磁偏转灵敏度。
4.磁聚焦与电子荷质比测量。
【数据表格】
1-1电偏转（X轴--水平方向）： (1)阳极电压 V2 600V, V2 700V， D Vd 数据记录
（2）作
图，求出曲线斜率得电偏转灵敏度
值。
（2）作 D Vd 图，求出曲线斜率得电偏转灵敏度 SX 值。
：
m vr R eB
2 m vz 螺距为： h v z T eB
圆周运动的周期为：
2 R 2 m T vr eB
长直螺线管的磁感应强度，可由下式计算
B
电子荷质比为:
N I L2 D 2
e / m 8 V2 (L D ) / 0 N2 h 2 州电子科技大学 物理实验中心
前言 实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容 数据表格 注意事项 问题与讨论
【实验目的】
1、了解带电粒子在电磁场中的运动规律，电子束的 电偏转、电聚焦、磁偏转、磁聚焦的原理； 2、学习测量电子荷质比的一种方法。
【实验原理】
1.示波管的简单介绍：
1-2电偏转（Y轴—垂直方向）： (1)阳极电压 V2 600V, V2 700V， D Vd 数据记录
（2）作 D Vd 图，求出曲线斜率得电偏转灵敏度 SY 值。
2．电聚焦：记录不同 V2下的 V1 数值，求出 V2 / V1 3．磁偏转： (1). V2 电压为600V，记录 D I
2.电子的加速和电偏转：
Vd l D L V2 2d
3.电聚焦原理：
4.电子的磁偏转原理：
R mv / eB
5.磁聚焦和电子荷质比的测量原理： 众所周知，运动电子在磁场中要受到罗伦磁力 F ev r B 的作用（v z 方向受力为零），这个力使电子在垂直于 磁场（也垂直于螺线管轴线）的平面内作园周运动， 设其园周运动的半径为 R，则有
【问题与讨论】
1.本实验中磁力是否会作功？是否会改变电子的动能？ 请说明。 2.电子束为何在本实验中可清楚看见？是否电子束自 己可以发光？请解释。
(2). V2 电压为700V，记录 D I
(3).做 D I 图，求曲线斜率得磁偏转灵敏度。
4．磁聚焦和电子荷质比的测量：
【注意事项】
1.光点不能太亮，以免烧坏荧光屏。缩短示波管寿 命。
2.实验结束，请先把励磁电流调节旋钮逆时针旋到 e 3.电子荷质比的理论值为: 1.76 1011 (c / kg ) 底。 m