电子和场(大物实验)

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广工大学物理实验18电子和场

广工大学物理实验18电子和场

广工大学物理实验18电子和场物理实验18:电子和场一、实验目的本实验旨在让学生更深入地了解电子在电场中的运动和受力情况,进一步巩固电磁学的基本概念和原理。

同时,通过实验,培养学生的实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理本实验主要涉及电磁学的基本原理,包括库仑定律、电场强度、电势差等。

当电子在电场中运动时,会受到电场力F的作用,其大小与电场强度E和电子质量m 有关。

在均匀电场中,电场强度是常数,因此电子受到的力也是恒定的。

电子在电场中的运动轨迹是一条抛物线。

三、实验步骤1.准备实验器材:电源、电压表、电场发生器、电子源、屏幕等。

2.连接电路:将电源、电压表、电场发生器、电子源等连接成闭合电路。

3.调整实验参数:设置电源电压,调整电场发生器的位置和方向,使电场强度在电子源的不同位置处保持一致。

4.进行实验:将电子源释放到电场中,观察电子的运动轨迹。

5.数据处理:记录电子在不同位置的速度和加速度,计算电场强度和电源电压之间的关系。

6.分析实验结果:根据实验数据,分析电子在电场中的运动规律,验证库仑定律和电场强度与电压之间的关系。

四、实验结果与分析1.数据记录:在实验过程中,记录了不同位置处电子的速度和加速度,以及电场强度和电源电压的数据。

2.数据处理:根据记录的数据,计算了电场强度和电源电压之间的关系,发现二者之间呈线性关系,符合库仑定律的预测。

3.结果分析:通过实验数据,我们验证了库仑定律和电场强度与电压之间的关系。

同时,我们还发现电子在电场中的运动轨迹与理论预测相符,说明我们的实验参数设置是正确的。

此外,我们还观察到了电子在电场中的加速和减速过程,进一步加深了对电磁学基本概念的理解。

五、结论与建议通过本次实验,我们验证了库仑定律和电场强度与电压之间的关系,观察了电子在电场中的运动轨迹,进一步了解了电磁学的基本概念和原理。

同时,我们还发现实验数据与理论预测相符,说明我们的实验参数设置是正确的。

为了提高实验效果,建议在后续的实验中增加不同的参数组合,以加深学生对电磁学原理的理解和应用。

电子和场实验

电子和场实验

电 子 和 场 实 验一、实验仪器整个实验仪器安放在一只仪器箱子内,各元件成积木式结构,根据不同实验的需要,将相应元件装配实验电路。

仪器的核心元件是一只电子示波管(型号为SF-4),这种示波管体积较小,偏转灵敏度高,管壁的石墨屏蔽层成环带状,从管壁外部可以清楚地看到管内各电极的形状构造,很适宜于教学上的特殊要求。

示波管在仪器面板上是半固定的,必要时可以卸下前端刻度板,把管身稍为抬起,以便套上纵向磁场线圈。

仪器面板根据需要划分成几个功能,左面是示波管部分,在管颈两侧可以插入横向磁场线圈,左下方为外接交直流磁场激励电源的电路。

中部下方是理想二极管管座和相应的电路部分,它的上方是电子束强度控制电路部分,右上方为电子枪的供电及控制电路,它的下面是静电偏转系统的供电及控制电源,右下方为本机电原理图。

仪器箱内装有小型电源,配有交流6.3V (3A )电源(供示波管灯丝或理想二极管灯丝),直流负高压-1300V (2mA )±50V 直流偏转电压,+30V 直流电压和交流10V 等多组电源。

二、实验内容首先要求掌握示波管的结构(见实验16 示波器的使用,P118-119)。

(一)电子在横向电场作用下的运动(电偏转)实验原理这个实验,在实验原理上要求学生掌握示波管的内部构造。

电子束在不同电场作用下 加速和偏转的工作原理,在实验操作上熟悉示波管各电极与电源的连接,加速电压的调节,电子束强度及聚焦的控制方法等。

偏转系统由两对互相垂直的偏转板组成,一对竖直偏转板Y1、Y2,一对水平偏转板X1、X2。

在两块Y (或X )偏转板间加上电压时,受电场力的作用,通过两板之间的电子束的方向发生偏转。

设偏转电极中心到荧光屏距离为L ,电子在荧光屏上的竖直偏移为y (图1),则有 22dU bLU y y= (1-1) 式中,b 为偏转板长度;d 为偏转板间距离;U y 为竖直偏转电压;U 2为电子进人偏转场之前,使电子加速的电压。

电子和场综合实验报告

电子和场综合实验报告

电子和场综合实验报告
实验目的:通过电子和场综合实验,建立基本的电路仿真和
测量电路准确度的能力,了解电荷在电场中的运动规律。

实验仪器和材料:电压表、电流表、电阻箱、导线、电容器、电感器、电源、示波器等。

实验原理:
1. 电路基本定律:欧姆定律、基尔霍夫定律、电功率定律。

2. 收费粒子在电场中的运动规律:库仑定律、电势差、电场强度、等势线等。

实验步骤:
1. 实验1:测量电阻器的电阻值。

2. 实验2:测量电容器的电容值。

3. 实验3:测量电感器的电感值。

4. 实验4:验证欧姆定律、基尔霍夫定律、电功率定律。

5. 实验5:测量电场强度与电势差的关系。

实验结果及分析:
1. 实验1:测量得到的电阻值与理论值相比有一定的误差,可
能是由于电阻器的质量问题。

2. 实验2:测量得到的电容值与理论值相比有一定的误差,可
能是由于电容器的质量问题。

3. 实验3:测量得到的电感值与理论值相比有一定的误差,可
能是由于电感器的质量问题。

4. 实验4:实验结果与理论预期值基本吻合。

5. 实验5:测量得到的电场强度与电势差的关系符合理论模型。

结论:
通过电子和场综合实验,我们成功建立了基本的电路仿真和测量电路准确度的能力,了解了电荷在电场中的运动规律。

同时,我们也发现了实验中可能存在的误差来源,并提出了改进的方案。

电子和场实验报告

电子和场实验报告

电子和场实验报告实验目的,通过电子和场实验,探究电子在电场中的运动规律,并研究电场对电子的影响。

实验仪器,电子束管、电子速度测量仪、电场测量仪、示波器等。

实验原理,电子在电场中受到电场力的作用,其受力方向与电场方向相反。

根据电场力的大小和方向,可以确定电子在电场中的运动轨迹。

电子束管中的电子在经过加速电场后,进入匀强电场中,受到电场力的作用,产生偏转运动。

通过测量电子在电场中的偏转角度和速度,可以推导出电场的强度和方向。

实验步骤:1. 将电子束管连接至电子速度测量仪和电场测量仪,调节仪器使其处于工作状态。

2. 施加电场,观察电子束管中的电子在电场中的偏转运动。

3. 使用示波器观察电子的运动轨迹,并记录相关数据。

4. 根据记录的数据,计算电场的强度和方向。

实验结果分析,根据实验数据计算得到电场的强度和方向,并与理论值进行对比。

通过对比分析,可以得出电子在电场中的运动规律,并验证电场对电子的影响。

实验结论,通过电子和场实验,我们得出了电子在电场中的运动规律,以及电场对电子的影响。

实验结果与理论值吻合较好,验证了电场力对电子的作用。

同时,我们也发现了一些实验中的误差和不确定性,为今后的实验提供了改进和完善的方向。

总结,电子和场实验是一项重要的实验,通过实验可以深入了解电子在电场中的运动规律,为电子学和电磁学的研究提供了重要的实验数据。

同时,实验中也需要注意误差的控制和数据的准确性,以保证实验结果的可靠性和准确性。

通过本次实验,我们对电子在电场中的运动规律有了更深入的了解,也为今后的实验和研究提供了重要的参考。

希望通过不断的实验和研究,可以进一步揭示电子在电场中的行为规律,为电子学领域的发展做出更大的贡献。

大学物理实验-电子与场-讲义

大学物理实验-电子与场-讲义

电子与场带电粒子在电场和磁场中运动是在近代科学技术应用的许多领域中都经常遇到的一种物理现象。

在下面的实验中,主要研究电子在各种电场和磁场中的运动规律。

在这个实验中,把电子看作是遵从牛顿运动定律的经典粒子。

因为在下面实验中,电子的运动速度总是远小于光速(3.00×108 m/s),所以不必考虑相对论效应,而且由于实验中电子运动的空间范围远比原子的尺度要大,也可不必考虑量子效应。

【实验目的】1.了解示波管的构造和工作原理,研究静电场对电子的加速作用。

2.定量分析电子束在横向匀强电场作用下的偏转情况。

3.定量分析电子束在横向磁场作用下的偏转。

4.定量分析电子束在纵向磁场作用下螺旋运动,测定荷质比。

【实验仪器】DH4521电子束测试仪、电源线、10芯专用电缆、52尼康线。

【实验原理】1.小型电子示波管的构造阴极射线管中,电子示波管的构造如图1所示。

包括下面几个部分:图 1 示波管结构图F-灯丝K-阴极G1,G2- 控制栅极A1-第一阳极A2-第二阳极Y-竖直偏转板X-水平偏转板电子枪,它的作用是发射电子,把它加速到一定速度并聚成一细束;偏转系统,由两对平板电极构成。

一对上下放置的Y轴偏转板(或称垂直偏转板),一对左右放置的X轴偏转板(或称水平偏转板);荧光屏,用以显示电子束打在示波管端面的位置。

以上这几部分都密封在一只玻璃壳之中。

玻璃壳内抽成高真空,以免电子穿越整个管长时与气体分子发生碰撞,故管内的残余气压不超过610-大气压。

电子枪的内部构造如图2所示。

电子源是阴极,图中用字母K 表示。

它是一只金属圆柱筒,里面装有加热用的灯丝,两者之间用陶瓷套管绝缘。

当灯丝通电时可把阴极加热到很高温度。

在圆柱筒端部涂有钡和锶氧化物,此材料中的电子在加热时较容易逸出表面,并能在阴极周围空间自由运动,这种过程叫热电子发射。

与阴极共轴布置着的还有四个圆筒状电极,电极1G 离阴极最近,称为控制栅,正常工作时加有相对于阴极K 大约-5~-20伏的负电压,它产生的电场是要把阴极发射出来的电子推回到阴极去。

实验十八电子和场实验报告

实验十八电子和场实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除实验十八电子和场实验报告篇一:实验20电子和场讲义实验二十电子和场带电粒子在电场和磁场中运动是在近代科学技术应用的许多领域中都经常遇到的一种物理现象。

在下面的实验中,主要研究电子在各种电场和磁场中的运动规律。

在这个实验中,把电子看作是遵从牛顿运动定律的经典粒子。

因为在下面实验中,电子的运动速度总是远小于光速(3.00×10m/s),所以不必考虑相对论效应,而且由于实验中电子运动的空间范围远比原子的尺度要大,也可不必考虑量子效应。

8 【实验目的】1.了解示波管的构造和工作原理,研究静电场对电子的加速作用。

2.定量分析电子束在横向匀强电场作用下的偏转情况。

3.定量分析电子束在横向磁场作用下的偏转(选作)。

4.定量分析电子束在纵向磁场作用下螺旋运动,测定荷质比。

【实验仪器】eF——4s型电子和场实验仪、螺线管、磁场线圈、高压万用表。

【实验原理】实验中采用的电子示波管型号是8sJ45J,就是示波器中的示波管。

通常用在雷达中。

它的工作原理与电视显像管非常相似,这种管子又名阴极射线管(cRT)或电子束示波管。

它是阴极射线示波器中的主要部件,在近代科学技术许多领域中都要用到,是一种非常有用的电子器件。

利用电子示波管来研究电子的运动规律非常方便,我们研究示波管中电子的运动也有助于了解示波器的工作原理。

电子示波管的结构如图20-1所示。

包括下面几个部分:图20-1小型示波管的结构181(1)电子枪,它的作用是发射电子,把它加速到一定速度并聚成一细束;(2)偏转系统,由两对平板电极构成。

一对上下放置的Y轴偏转板(或称垂直偏转板),一对左右放置的X轴偏转板(或称水平偏转板);(3)荧光屏,用以显示电子束打在示波管端面的位置。

以上这几部分都密封在一只玻璃壳之中。

玻璃壳内抽成高真空,以免电子穿越整个管长时与气体分子发生碰撞,故管内的残余气压不超过10个标准大气压。

电子枪的内部构造如图20-2所示。

电子和场 实验报告

电子和场 实验报告

电子和场实验报告电子和场实验报告引言:电子和场是现代物理学中非常重要的概念,它们的研究为我们理解和应用电子学、电磁学等领域提供了基础。

本实验旨在通过实际操作和观察,探究电子和场的性质和相互作用。

实验一:电子的行为在实验一中,我们使用了电子束管和磁场装置。

首先,我们调整了电子束管的电压和磁场的强度,使电子束呈现出弯曲的轨迹。

通过观察电子束的偏转情况,我们可以得出结论:电子受到磁场的作用力,使其轨迹发生了弯曲。

接下来,我们改变了电子束管中的电压,观察到电子束的偏转程度也发生了变化。

这进一步验证了电子在磁场中受到的力与电子速度和磁场强度有关。

实验结果与理论推导相符,说明电子在磁场中遵循洛伦兹力定律。

实验二:场的特性在实验二中,我们使用了电容器和电场装置。

通过调整电容器的电压,我们观察到电场的存在。

在电场中,我们放置了一些带电粒子,发现它们会受到电场力的作用而发生偏转。

这表明电场具有一种力的性质,能够对带电粒子产生作用。

我们进一步改变了电容器的电压和带电粒子的电荷量,发现电场力的大小与电荷量成正比。

这与库仑定律的预测相符,即电场力与电荷量的乘积成正比。

实验三:电子和场的相互作用在实验三中,我们将电子束管和电场装置结合起来,观察电子在电场中的行为。

通过调整电场的强度和电子束管的电压,我们发现电子束的轨迹发生了偏转,并且偏转的程度随电场强度的增加而增加。

这表明电子在电场中同样受到力的作用,而且电场力与电子速度和电场强度有关。

实验结果与理论推导相符,进一步验证了电子和场的相互作用。

结论:通过本实验,我们深入了解了电子和场的性质和相互作用。

电子在磁场中受到洛伦兹力的作用,而电场对带电粒子产生电场力。

当电子和场相互作用时,电子的轨迹会发生偏转,偏转的程度取决于电子速度和场的强度。

这些实验结果对于理解和应用电子学、电磁学等领域具有重要意义。

在实际应用中,我们可以利用电子和场的相互作用来设计和制造各种电子器件和设备,如电子显微镜、磁共振成像等。

电子和场实验报告

电子和场实验报告

电子和场实验报告引言在科学研究中,实验是一种重要的方法。

通过实验,我们可以验证理论,发现新现象,并推动科学的进步。

本实验将介绍电子和场实验的过程和结果。

实验目的本实验的目的是观察电子在不同电场和磁场中的运动情况,并进一步了解电子在电场和磁场中的行为规律。

实验器材和原理本实验所需的器材包括电子束管、电源、电压表、磁铁等。

电子束管是一种能够产生电子束的设备,通过正电极和负电极间的电场加速,电子被加速进入电子束管。

电子束管中还有一个带有磁场的环,可以通过改变电流大小和方向来改变磁场强度。

实验过程1. 准备工作:将电子束管连接到电源和电压表上,并将磁铁放置在电子束管附近。

2. 改变电场强度:通过调节电压表,改变电场的强度。

观察电子在不同电场强度下的运动情况。

3. 改变磁场强度:通过改变电流大小和方向,改变磁场的强度。

观察电子在不同磁场强度下的运动情况。

4. 记录实验结果:记录不同电场和磁场条件下电子的运动情况和表现。

实验结果通过实验观察,我们可以得到以下结果:1. 在电场中,电子受到电场力的作用,加速运动或减速运动,运动的方向可以通过电场的正负极性来决定。

2. 在磁场中,电子受到洛伦兹力的作用,运动受到磁场力的影响,呈弯曲的轨迹,并且方向与磁场和电子运动方向有关。

3. 在电场和磁场共同作用下,电子的运动状态更为复杂。

电子可能在电场和磁场力的竞争下呈螺旋状运动,或者在特定的参数下呈现出稳定的运动轨迹。

讨论和分析通过这个实验,我们可以进一步了解电子在不同电场和磁场条件下的运动规律。

这对于理解电子的性质和应用有重要意义。

例如,在电子学中,电子在电子管中通过电场和磁场的操控,可以产生放大、振荡和调制等各种电子器件。

此外,电子在磁场中的运动还可应用于磁共振成像等医学技术。

实验结论通过这个实验,我们可以总结出以下结论:1. 电子在电场中受到电场力的加速或减速作用。

2. 电子在磁场中受到磁场力的影响,呈弯曲轨迹。

3. 电子在电场和磁场同时存在下,运动更为复杂。

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49电子和场综合实验(电子束实验)示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。

它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。

示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏面上,就可产生细小的光点(这是传统的模拟示波器的工作原理)。

在被测信号的作用下,电子束就好像一支笔的笔尖,可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。

利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

示波管是电子示波器的心脏,与电视机里显示图像的显象管及雷达指示管、电子显微镜等电子器件的外形和功用虽不相同,但有其共同点:都有产生电子束的系统和对电子加速的系统;为了使电子束在荧光屏上清晰地成象,还有聚焦、偏转和强度控制等系统。

因此统称它们为电子束线管。

电子束的聚焦和偏转可以通过电场和磁场对电子的作用来实现,前者称为电聚焦和电偏转,后者称为磁聚焦和磁偏转。

本实验研究电子束的电偏转和磁偏转。

通过实验,将使我们加深对电子在电场及磁场中运动规律的理解,有助于了解示波器和显象管的工作原理。

【实验目的】1.了解示波管的构造和工作原理,研究静电场对电子的加速作用。

2.定量分析电子束在横向匀强电场作用下的偏转情况。

3.研究电子束在横向磁场作用下的运动和偏转情况。

4.了解电子束磁聚焦的原理,并研究电子束在电场和磁场中的运动规律。

5.掌握一种用磁聚焦法测电子荷质比的方法。

【实验仪器】电子和场综合实验仪【仪器介绍】电子和场综合实验仪面板及各个旋钮介绍如图49-1。

图49-1电子和场综合实验仪面板1、示波管坐标板;2、示波管3、逸出功灯丝电流调节4、磁控线圈5、理想二极管6、逸出功阳极电压调节7、逸出功阳极电压测量端8、偏转单元(Vdx、偏转电压调节及测量端,)9、偏转单元(Vdy、偏转电压调节及测量端,)10、点线转换开关11、励磁电源单元12、多量程电压表(量程2V、20V、200V)单元13、栅极电压调节及测量端14、聚焦电压调节及测量端,15、加速电压调节及测量端16、220V电源插孔17、电源开关单元(电源总开关、励磁电源开关、电子束开关、逸出功开关)18、逸出功阳极电流指示19、逸出功灯丝电流指示20、XY调零21、示波管管座(示波管插入此处,严禁用手触摸示波管座孔)22、偏转线圈23、螺线管线圈24、偏转电流换向开关25、偏转电流输入端实验中采用的电子示波管型号是8SJ31J,就是示波器中的示波管。

通常用在雷达中。

它的工作原理与电视显像管非常相似,这种管子又名阴极射线管(CRT)或电子束示波管。

它是阴极射线示波器中的主要部件,在近代科学技术许多领域中都要用到,是一种非常有用的电子器件。

示波管的示意图如图49-2,包括以下几个部分:(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。

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。

图49-2 示波管示意图【实验原理】1.电子束的电聚焦(电子在纵向非均匀电场作用下的运动)电子在示波管中的加速和聚焦等工作靠电子枪来实现,电子枪的内部构造见图49-3。

从示波管阴极K 发射的电子在第一阳极A 1的加速电场作用下,先会聚于控制栅孔附近一点(图49-4中O 点),往后,电子束又散射开来。

为了在屏上得到一个又亮又小的会聚光点必须把散开的电子束会聚起来。

为此在控制栅极前设置了A 1和A 2两个阳极,分别称为第一阳极和第二阳极。

它们构成由相邻的圆筒组成的聚焦系统,在A 1、A 2上分别相对阴极K 加上不同的电压V 1和V 2,当V 2≠V 1时,在V 1和V 2之间会形成纵向不均匀电场,该电场对Z 轴是对称分布的(Z 轴沿示波管的轴线方向,即电子入射的方向)。

电子束中某个散离轴线的电子沿轨道进入聚焦电场如图49-5所示,在电场的前半区,电子受到的电场力F 可分解为垂直指向轴线的分力z F 与平行于轴线的分力r F 。

r F 的作用使电子向Z 轴靠拢,z F 的作用使电子沿Z 轴方向得到加速。

在电场的后半区,电子受到的电场力F '可分解为相应的z F '和r F '两个分量。

z F '仍使电子沿Z 轴方向加速,而r F '却使电子远离轴线,但因为在整个电场区域里电子都受到同方向的沿Z 轴的作用力z F 和z F '的作用,电子在后半区的轴向速度比在前半区的大得多,因此,在后半区电子受F ’r 的作用时间短得多。

这样,电子在前半区受到的拉向轴线的作用大于在后半区受到离开轴线的作用,因此总效果是使电子向轴线靠拢,最后会聚到轴上某一点。

调节阳极A 1和A 2的电压可以改变电极间的电场分布,使电子束的会聚点正好与荧光屏重合,这样就实现了电聚焦。

2.电子束的电偏转(电子在横向电场作用下的运动)(1)偏转电场的形成在电子束通过的空间,平行于电子入射方向水平放置两块平行板,在其上加电压,即可以形成偏转电场。

在平行板间距d 比其长度b 小得多的情况下,可以认为它形成的空间电场是均匀的(一般认为示波管的偏转板近似满足这个条件),且平行板外电场为零。

这时电场强度有dV E (板内) E =0(板外)式中E 沿垂直于电子入射的方向,V 为在极板上加的电压。

(2)电偏转原理图49-5 A1、A2之间电场分布截面图取Z 轴沿示波管的轴线方向,即电子入射的方向,Y 轴与电场E 的方向相反,如图49-6所示,在示波管的两块偏转板Y 1、Y 2上加电压后,形成了垂直于电子束运动方向的横向电场,正是这一横向电场使电子束产生了Y 方向的偏转。

图49-6 电子束的电偏转示意图由于从阴极被加热逸出的电子动能较小,近似认为初速度为零,电子被第二阳极加速后从电子枪口(阳极A 2的小孔)射出的速度(约107m/s 的数量级)为Z v ,获得的功能是221Z mv 。

若加速电压为V 2,则有 2221eV mv Z = (1) 式中m 为电子质量,e 为电子电荷。

设偏转板间距为d ,板长度为b (d<<b ),两板间电位差为V y ,则板间电场强度为:d V E yy = (2)当电子进入横向电场后受电场力y eE 的作用,产生的加速度为dV m e m eE a y yy == (3) 电子通过偏转板的时间Z b v b t =,从板右端到达屏的时间Zl v l t =,电子刚离开偏转板右端时的垂直位移为 22)(2121Zy b y b v b d V m e t a y =⋅= (4)此时电子在y 方向的速度为)(Zy b y y v b d V m e t a v =⋅=,电子离开电场后作匀速直线运动,因此在l t 时间内电子的垂直位移为))((Z Z y l y l v l v b md eV t v y =⋅= (5)电子在荧光屏上总位移为 )2)((2l b mdv ebV y y y Z y l b +=+= (6)令L l b=+)2(,并将(1)式代入得 y V dV bL y 22= (7)式(7)表明:当加速电压V 2一定时,屏上光电位移y 与偏转电压V y 成正比。

电偏转灵敏度(Se ):定义为当偏转板上加单位电压时所引起得电子束在荧光屏上的位移。

即)/(V mm V y S y e = 将(7)式带入得 212V d bL S e = (8)即电偏转灵敏度Se 与加速电压V 2成反比。

式(8)中V 2为加速阳极的电压,d 为偏转板的距离。

3.电子束的磁偏转从电子枪射出的电子沿纵向通过偏转线圈所产生的横向磁场时,在洛伦兹力作用下发生偏转。

如图49-5所示,设实线方框内有均匀的磁场,磁感应强度为B ,方向与纸面垂直,由纸面指向读者,在方框外B=0。

电子以速度v z 垂直射入磁场,受洛伦兹力ev z B 的作用,在磁场区域内作半径为R 的匀速圆周运动,则有2z z f e B m R υυ== (9)电子的速度Z υ由(1)式得z υ= (10) 电子沿弧线穿出磁场区域后作匀速直线运动,最后打在荧光屏上。

那么有,sin /b R ϕ= ,(/2)tan (1cos )R L b bL D L b R Rϕϕ=-+-≈(11) 由式(9)-(11)得磁偏转位移D 为D B = (12) 上式表明,光点的偏转位移D 与磁感强度B 成线性关系,与加速电压V 2的平方根成反比。

将式(12)和式(8)相比较可以看出,提高加速电压对磁偏转灵敏度降低的影响,比对电偏转灵敏度的影响小。

因此,使用磁偏转时,提高显像管中电子束加速电压来增强屏上图像的亮度水平比使用电偏转有利。

而且,磁偏转便于得到电子束的大角度偏转,更适合于大屏面的需要。

因此显像管往往采用磁偏转。

但是,偏转线圈的电感与较大的分布电容,不利于高频使用,而且体积和重量较大,都不及电偏转系统。

所以示波管往往采用电偏转。

由于偏转磁场是由一对平行线圈产生的,所以有a kI B =式中I a 是励磁电流,k 是与线圈结构和匝数有关的常数。

代入(12)式,得22a kI ebL D meV =(13) 由于式中其它量都是常数,故可写成2am I D k V =⋅ (14)k m 为磁偏常数。

可见,当加速电压一定时,位移与电流呈线性关系。

为了描述磁偏转的灵敏程度,定义为当螺线管加单位电流时所引起的电子束在荧光屏上的位移/m S D I =(mm/A )。

21m m a D S k I V == (15) S m 越大,表示磁偏转系统的灵敏度越高。

图49-5电子束的磁偏转示意图4.电子束的磁聚焦 (测定电子荷质比)图49-6电子作螺旋运动h B (Z )v ⊥ v v ∥在一个通电螺旋管中平行地放置一示波管,沿示波管轴线方向有一均匀分布的磁场,其磁感应强度为B 。

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