电子束的偏转与聚焦研究
电子束的磁偏转及磁聚焦

实验3.6 电子束的磁偏转及磁聚焦【实验目的】1•学习示波管中电子束的磁偏转及磁聚焦原理,观察电子束在磁场中偏转和聚焦现象, 进一步认识电子束在磁场中运动的规律。
2•测定示波管磁偏转系统的灵敏度。
3•利用纵向磁场聚焦测定电子的荷质比(即电子的电荷与其质量的比值)【实验仪器】EB-III型电子束实验仪。
【实验原理】电子从电子枪以速度v z射出(推导见实验"电子束的电偏转和电聚焦”),进入匀强磁场,将受洛仑兹力的作用。
1 .磁偏转加横向磁场(即B丄电子枪的轴线)使电子束发生侧向偏转。
如图3-17所示,设一磁感应强度为B的均匀磁场,方向垂直纸面,由里指向外。
电子以速度V z垂直磁场射入,受洛仑兹力的作用总是在垂直电子运动的方向上,不做功,因而电子的动能不变,在磁场区域作轨道半径为R的匀速圆周运动。
由牛顿第二运动定律,可得:(3-29) 于是,则得:mV.R -eB设偏转角0不很大,近似得:由以上两式,得磁偏转位移为^ebL1B (3-30) (3-31)v-是经过电场加速得到的,因此由eV2认2可得mv zv-是经过电场加速得到的,因此由eV2认2可得2eV 2 .m将式(3-32)代入式(3-31 )中,消去V z ,可得:上式表明,光点的磁偏转位移 反比。
对于有限长螺线管内部磁感应强度B 的大小由下式给出,即B=Kn °l( 3-34)式中,K 是一个与线圈的样式等因素有关的常数, n o 为线圈的单位长度上的线匝数, I为励磁电流。
将式(3-34)代入式(3-33)中,可得:e—b^Kn ) 2mV 2像定义电偏转灵敏度一样,定义线圈内以单位励磁电流时所引起电子束在光屏上的偏位 移量为磁偏转灵敏度,即Sm 叮巳 2:V 2bLlKn02 •磁聚焦及电子荷质比的测定纵向磁场(即 B //电子枪的轴线)对从电子枪射出电子的洛仑兹力为零(因为此时电子 速度为u ,没有垂直B 的速度分量)。
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现象

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,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。
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。
图2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。
令Z 轴沿示波管的管轴方向从灯丝位置指向荧光屏;同时,从荧光屏上看,令X 轴为水平方向向右,Y 轴为垂直方向向上。
11实验十一-电子束电偏转与电聚焦解析PPT课件

控制磁偏转的方向(向上、向下)。
24、0~2A输出插座:用来接通标准螺线管励 磁电流。
.
7
实验原理
一、示波管的基本结构及原理图:Fra bibliotek电子枪
偏转板
HK
Y2
X2
在电子枪内的第一加速阳极 A1 与第二加 速阳极A 2 之间形成一个静电透镜,可解决上述 问题。其作用的原理如下:
.
10
如图C给出了静电透镜聚焦作用的几何
示意图,这是假定电子
A1
A2
在两聚焦电极之间的区
域的路程远小于电子的
F
Z
总路程时电子运动的轨
P
迹简化形式。假定从第
V 图C
一加速极出来的那些电
子具有相同的轴向分量 v Z ,但具有不同的
9、Vdy偏转电压调节:-80~80V。 10、 调零Y:用来调节光点上下距离。
11、偏转电压指示:用来显示VdX、Vdy数值。 12、VdX、Vdy转换开关:当打到VdX档调节偏转
电压VdX,表头即可显示;当打到VdY档调节 偏转电压VdY,表头即可显示。
.
5
13、200mA、2A转换开关。
14、200mA、2A励磁电流数值:可显示0~ 200mA、0~2A。
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。
4、V1电压指示:150~400V。 5、栅极电压VG(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。
.
4
1311电子束的偏转与聚焦

(5)
电子既在轴线方面作直线运动,又在垂直于轴线的平面内作圆周运动。它的轨道是一条螺旋线,其螺距用 表示,则有:
(6)
从(5)、(6)两式可以看出,电子运动的周期和螺距均与 无关。虽然各个点电子的径向速度不同,但由于轴向速度相同,由一点出发的电子束,经过一个周期以后,它们又会在距离出发点相距一个螺距的地方重新相遇,这就是磁聚焦的基本原理,由(6)式可得
(7)
长直螺线管的磁感应强度 ,可以由下式计算:
(8)
将(8)代入(7),可得电子荷质比为:
(9)
为真空中的磁导率 亨利/米
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: 螺距( 偏转板至荧光屏距离)
(2)
2.电子的磁偏转原理:
电子束进入长度为 的区域,有一个垂直于纸面向外的均匀磁场 ,由此引起的磁场力的大小为 ,而且它始终垂直于速度,此外,由于这个力所产生的加速度在每一瞬间都垂直于 ,此力的作用只是改变 的方向而不改变它的大小,即粒子以恒定的速率运动。电子在磁场力的影响下作圆周运动的向心加速为 ,半径 。电子离开磁场区域之后,重新沿一条直线运动,最后,电子束打在荧光屏上某一点,这一点相对于没有偏转的电子束的位置移动了一段距离。
电子束的偏转与聚焦
【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、磁偏转、磁聚焦的原理;
2.学习测量电子荷质比的一种方法。
【实验仪器】
型电子束实验仪
【实验电子枪里射出来的速度是vz,电子在电子枪里的加速电压是V2(阳极电压) (1)
已知偏转电位差和偏转板的尺寸,设距离为 的两个偏转板之间的电位差 ,偏转板的长度为l,偏转板到荧光屏的距离为L,则电子在荧光屏上偏转的位移D为:
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。
电子束的电偏转和电聚焦实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除电子束的电偏转和电聚焦实验报告篇一:电子束的偏转与聚焦(北京科技大学物理实验报告)北京科技大学实验预习报告实验名称:电子束的偏转与聚焦实验目的:研究带电粒子在电场和磁场中偏转和聚焦的规律;了解电子束线管的构造和工作原理。
实验原理:A,电子束流的产生与控制通过阴极K发射电子。
控制栅极g是一个顶端有小孔的圆筒,套在阴极的外面,其电位比阴极低,因此栅极对阴极发射的电子流密度起到控制作用。
b,电偏转原理通过电场对电子的偏转作用,我们可以得到以下公式:De=udl(1/2+L)/(2uzd)其中,De为偏转长度,l为电场长度,d为电场宽度,L 为电容器到荧光屏的距离,uz为加速电压。
c,磁偏转原理通过磁场场对电子的偏转作用,我们可以得到以下公式:Dm=klI(L+l/2)sqrt(e/2uzm)D,点聚焦原理利用非均匀电场是电子束形成交叉点。
由阴极射出的电子,经栅极与第一阳极之间的不均匀电场的作用会聚与栅极出口前方,形成电子束的叉点。
e,磁聚焦原理电子运动的周期和螺距均与v(垂直)无关。
从同一点出发的各个电子在作螺线运动时,尽管各自的v(垂直)不相同,但经过一个周期的旋转之后,他们又会在距离出发点一个螺距的方向相遇。
实验内容及步骤A,电偏转的观测b,磁偏转的观测c,电聚焦的观测D,磁聚焦的观测篇二:实验14-电子束的偏转与聚焦及电_...实验14电子束偏转、聚焦及电子荷质比的测定带电粒子在电场和磁场作用下的运动是电学组成的基础。
带电粒子通常包括质子、离子、和自由电子等,其中电子具有极大的荷质比和极高的运动速度。
因此,在各种分支学科中得到了极其广泛的应用。
众所周知,快速运动的电子会在阴极射线管的荧光屏上留下运动的痕迹,可以利用观察此光迹的方法来研究电子在电场和磁场中的运动规律。
辅以聚焦、偏转和强度控制等系统,可以使电子束在荧光屏上清晰地成象。
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。
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。
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专题实验究与创新物理与电信工程学院物理1202班电子束的偏转与聚焦研究姓名:杜超、雷钢、郝亚茹年级:物理1202 专业:物理学指导老师:周平和【摘要】:带电粒子在电场中受电场力的作用,在磁场中受磁场力的作用,其运动形态将发生变化。
因此,人们可以利用电极形成的静电场实现电子束的偏转和聚焦,也可用电流形成的恒磁场实现电子束的偏转和聚焦,前者称为电偏转和电聚焦,后者称为磁偏转和磁聚焦。
这是示波管和显像管的工作基础,而且还被广泛的用于扫描电子显微镜、回旋加速器、质谱仪等许多仪器设备的研制之中,带电粒子的电荷量与质量比值,称为荷质比,是带电微观粒子的基本参量之一,是研究物质结构的基础。
本实验介绍用磁聚焦的方法测定电子荷质比。
了解阴极射线管的构造与工作原理。
研究带电粒子在电场和磁场中的运动规律,学习电聚焦和磁聚焦的基本原理和实验方法,掌握利用磁聚焦法测定电子荷质比的基本方法。
【关键字】:电偏转、磁偏转、电聚焦、磁聚焦、荷质比。
【正文】一、阴极射线管的基本结构示波器动态显示随时间变化的电压信号思路是将电压加在电极板上,极板间形成相应的变化电场,使进入这变化电场的电子运动情况相应地随时间变化,最后把电子运动的轨迹用荧光屏显示出来。
示波器主要由示波管和复杂的电子线路。
构成。
示波器的基本结构见图1图(1)示波器的基本结构二、SJ-SS-2型电子束测试仪本实验使用SJ-SS-2型电子束测试仪进行测量。
实验前检查励磁电流电源开关应处于关闭状态,并把励磁电流调节旋钮逆时针旋到底,做好测量准备工作。
仪器参数为:螺线管内的线圈匝数N=4160T ,螺线管的长度L=0.201m ,螺线管的直径D=0.0915m ,螺距(Y 偏转板至荧光屏距离)L=0.3m ;0μ为真空中的磁导率,率,70410H/m μπ-=⨯。
实验操作过程中示波管亮度调节适中,以免影响寿命。
三、电偏转1.实验原理电偏转原理如图左,通常在示波管的偏转板上加上偏转电压V ,当加速后的电子以速度v 沿x 方向进入偏转板后,受到偏转电场E (y轴方向)的作用,电子的轨道发生偏移,假定偏转电场在偏转板l 范围内是均匀的,E=V/d (d 为偏转板之间的距离),在x 方向电子不受力,以速度v 做匀速直线运动,在y 方向,电子做初速度为零的匀加速运动,由此可得电子的运动方程为 2212eEx y mv= (1.1.1) 此式表明电子在l 内的运动轨迹为一抛物线,在l 界线以外,电子做匀速直线运动。
设在进入偏转电场之前使电子加速的电压为V2,加速场对电子做的功全部变为电子的动能,则有 2212mv eV = 222mv eV = 代入式(1.1.1),得 224V y x V d= (1.1.2) 电子离开偏转系统(x=l )时,电子运动的轨道与x 轴所成的偏角的正切为 12tan 2x dy Vl dx V dϕ=== (1.1.3) 设偏转板的中心至萤光屏的距离为L ,电子在荧光屏上的偏离为S ,由于偏转板到荧光屏的距离远大于偏转板的长度,因而有 tan S L ϕ=代入式(1.1.3),得 22VlLS V d = (1.1.4)由式(6.1.4)可知,荧光屏上电子束的偏转距离S 与偏转电压V 成正比,与加速电压2V 成反比。
为了反应电偏转的灵敏程度,定义当偏转板上加单位电压时所引起的电子束在荧光屏上的位移为电偏转灵敏度S Vδ=电 (1.1.5) 式中,δ电的单位为mm/V, δ电越大,电偏转的灵敏度越高。
2实验内容(1)开启电源开关,将“电子束-荷质比”选择开关打向电字束位置,辉度适当调节,并调节聚焦,使屏上光点聚成一细点。
(2)光点调节,将X 偏转输出的两接线柱和电偏转电压表的两接线柱相连接,调节“X 调节”旋钮,使电压表的指示为零,在调节调零的X 旋钮,使光点位于示波管垂直的中线上。
同X 调零一样,将Y 调零后,使光点位于示波管的中心原点。
(3)测量光点偏离中心位移量S 随偏转电压V (X 轴)变化:调节阳极电压旋钮,使阳极电压V2=900V 。
将电偏转电压表接到电偏转水平电压输出的两接线柱,测量V 值和对应光点的位移量S 值,提高电偏转电压,每隔9V 测一组V,S 值,把数据一一记到表格中。
然后调节V2=1200V ,重复上述步骤。
(4)作S-V 图,求出曲线斜率得电偏转灵敏度x δ值。
V2 S/mmV0 9 18 27 36 45 63 72 900v 0 4.1 7.5 12 15.1 18.9 23.5 27.4 1200v 0 3.1 5.5 8.4 11.6 14.2 17.6 20.4该图曲线方程为:0.3740.9375 y x=+由曲线斜率得X轴高压900V时电偏转灵敏度xδ值为0.374.该图曲线方程为:0.280.65 y x=+由曲线斜率得X轴高压1200V时电偏转灵敏度xδ值为0.28.(5)同X轴一样,只要把电偏转电压表改接到垂直偏转电压输出端,即可测量Y轴S-V的变化规律。
作S-V图,求出曲线斜率得电偏转灵敏度xδ值。
V2S/mmV0 9 18 27 36 45 63 72 900v 0 7.1 13.6 19.6 25.4 31.3 38.2 44.7 1200v 0 4.3 9.1 13.9 18.3 23.2 27.8 33.4该图曲线方程为:0.604 2.1025 y x=+由曲线斜率得Y轴高压900V时电偏转灵敏度xδ值为0.604.该图曲线方程为:0.4560.86 y x=+由曲线斜率得Y轴高压1200V时电偏转灵敏度xδ值为0.456.四、磁偏转1、实验原理磁偏转原理如图下。
通常在显像管的电子枪和荧光屏之间加上一均匀横向磁场,假定在l范围内是均匀的,在其他范围内都为零。
当电子以速度v沿x方向垂直射向磁场时,将受到洛伦兹力的作用f ev B =-⨯ 在均匀磁场B 内电子做匀速圆周运动,轨道半径为R ,电子穿出磁场后,则做匀速直线运动,最后打在荧光屏上,由牛顿第二定律得2v f evB m R ==则 mv R eB =由图可知,一般R>>l,所以tan l leB R mv θ≈= 设磁场线圈中心到荧光屏的距离为L ,则有S L tan L leB mv θ==(1.1.6)设电子进入磁场前加速电压为2V ,则加速场对电子做的功全部转变为电子的动能 2212mv eV =22eV v m = 代入式 (1.1.6) 得22eS mV = 因为B knI =,其中n 为单位长度线圈的匝数,I 为通过线圈的电流,k 为比例系数,与线圈的形状和有介质有关,所以2eL 2S knIl mV =(1.1.7)由式(1.1.7)磁偏转的距离与磁场电流成正比,与加速电压的平方根成反比。
为了描述磁偏转的灵敏度,定义 S I δ=磁 (1.1.8)式中,δ磁为磁偏转灵敏度,单位为mm/A ,δ磁越大,表示磁偏转系统的灵敏度越高。
2、实验内容(1) 开启电源开关,将“电子束-荷质比”选择开关打向电字束位置,辉度适当调节,并调节聚焦,使屏上光点聚成一细点。
(2)光点调节,将X 偏转输出的两接线柱和电偏转电压表的两接线柱相连接,调节“X 调节”旋钮,使电压表的指示为零,在调节调零的X 旋钮,使光点位于示波管垂直的中线上。
同X 调零一样,将Y 调零后,使光点位于示波管的中心原点。
(3)测量偏转量S 随磁偏电流I 的变化,给定V2(1000V ),调节磁偏电流调节旋钮(改变磁偏电流的大小),每5mA 测量一组S 值,改变V2(1300V ),再测量一组S-I 数据。
(4)作S-I 图,求出曲线斜率得电偏转灵敏度δ磁值。
该图曲线方程为:1.5440.78 y x=-由曲线斜率得高压1000V时电偏转灵敏度δ磁值为1.544该图曲线方程为:1.330.57 y x=-由曲线斜率得高压1300V 时电偏转灵敏度 磁值为1.33五、电聚焦1、实验原理如图1.1.3,在示波管中,阴极K 经灯丝加热发射电子,第一阳极A1加速电子,使电子束通过栅极G 的空隙,由于栅极电位与第一阳极电位不等,在它们之间的空间便产生电场,这个电场的曲度具有这样的形状,它是由阴极表面不同点发出的电子在栅极前方汇聚,形成电子交叉点。
由第一阳极和第二阳极组成的电聚焦系统,就是把上述交叉点成像在示波管的荧屏上。
阳极线相切的电场力F 的作用,Fr ,Fz 使电子沿轴向加速运动,而Fr 在电子透镜前半部,使电子运动轨道靠近Z 轴弯曲,在电子透镜后半部,则背离Z 轴。
由于Fz 的作用,电子一直处于加速状态,所以在电子透镜后半部,电子停留时间较短,径向力的总效果将使电子运动轨道向Z轴方向弯曲。
因此,电子透镜对电子束起着聚焦作用。
电子束通过电子透镜能否聚焦荧光屏上,与第一阳极电压V1和第二阳极电压V2的单值无关,仅取决与它们的比值V1/V2,改变第一阳极与第二阳极的电势差,相当于改变电子透镜的焦距,选择合适的V1 与V2的比值,就可以使电子束的汇聚点恰好落在示波器的荧光屏2(2)光点调零,通过调节“X 偏转”和“Y 偏转”旋钮,使光点位于X,Y轴的中心。
(3)调节阳极电压V2=800V ,900V,1000V,1100V,1200V,13调节聚焦旋钮(改变聚焦电压)使光点分别达到最佳的聚焦效果,测量并记录对应的聚焦电压V1.(4)求出比值V2/V1.六、磁聚焦和电子荷质比的测量1、实验原理置于长直螺线管中的示波管,在不受任何偏转电压的情况下,示波管正常工作时,调节亮度和聚焦,可在荧光屏上得到一个小亮点。
把示波器放在螺线管磁场中,将示波管的第一阳极,第二阳极,水平偏转和垂直偏转板都连在一起,使电子进入第一阳极后在等电位的空间运动,由于栅极和第一阳极之间距离很短,阳极电压又非常高,而电子从阴极发射出来时速度很低,可以认为电子的轴向速度Vz 是一样的,经阳极加速后的电子速度由阳极电压V2来决定,即2212z mV eV = z v = (1.1.9) 当给其中一对偏转板加上交变电压时,电子将获得垂直于轴向的分速度(用Vr 表示)此时荧光屏上便出现一条直线,随后给长直螺线管通一直流电流I ,于是螺线管便产生磁场,其磁场感应强度用B 表示,运动电子在磁场中要受到洛伦兹力(f ev B =-⨯,r f ev B =)的作用(Vz 方向受力为零),这个使电子在垂直于磁场(也垂直于螺线管轴线)的平面内作圆周运动,设其圆周运动的半径为R ,则有2r r mv ev B R = 由此可以得到圆周运动的轨道半径为2r mv R eB= (1.1.10) 式中,m 为电子质量,电子旋转一周所用时间为22r R m T v eB ππ== (1.1.11)由此可见,只要B 保持不变,周期T 是相同的,当Vr不同时,R是互异的,但T仍然相同。