南昌大学——电子束的偏转与聚焦现象

南昌大学电子束的偏转与聚焦现象..

2、光点调零
X轴调节调节“X轴调节”和“X轴调零”旋钮，使光点位于X轴的中心圆点，且左、右偏转的最大距离都接近于满格。
Y轴调节用数字万能表电压档接近于“Y偏电压表”+、－两端，缓慢调节“Y轴调节”旋钮使数字万能表读数为0，然后调节“Y轴调零”旋钮使光点位于Y轴的中心原点。
3、测量D随Ud的变化
调节阳极电压旋钮，取定阳极电压U2=700V，用数字万能表分别测出D=±5，±10，±15，±20mm时的Ud（垂直电压）值列表记录。再取U2=900V，再测D为上述值时的Ud值记录表中。
K G A Y1S
Y2
G U1
K
U2
图1
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。
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。假定电子从阴极逸出是初速度忽略不计，则电子经过电势差为U的空间后，电场力做的功eU应等于电子获得的动能
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。

实验电子束的电偏转

实验电子束的电偏转篇一：实验十三电子束线的电偏转与磁偏转实验十三电子束线的电偏转与磁偏转实验目的1．研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。

2．了解电子束线管的结构和原理。

实验仪器SJ—SS—2型电子束实验仪。

实验原理在大多数电子束线管中，电子束都在互相垂直的两个方向上偏移，以使电子束能够到达电子接受器的任何位置，通常运用外加电场和磁场的方法实现，显像管等器件就是在这个基础上运用相同的原理制成的。

1．电偏转原理电偏转原理如图4－17－1所示。

通常在示波管（又称电子束线管）的偏转板上加上偏转电压V，当加速后的电子以速度v沿Z方向进入偏转板后，受到偏转电场E （Y轴方向）的作用，使电子的运动轨道发生偏移。

假定偏转电场在偏转板l范围内是均匀的，电子作抛物线运动，在偏转板外，电场为零，电子不受力，作匀速直线运动。

在偏转板之内Y?1at2?1eE(Z)2 （4－17－1）22mv式中v为电子初速度，Y为电子束在Y方向的偏转。

电子在加速电压VA的作用下，加速电压对电子所做的1功全部转为电子动能，则mv2?eVA。

2将E＝V／d和v2代入（4－17－1）式，得2Y?VZ4VAd电子离开偏转系统时，电子运动的轨道与Z轴所成的偏转角?的正切为tg??dY?Vl（4－17－2）dZx?l2VAd设偏转板的中心至荧光屏的距离为L，电子在荧光屏上的偏离为S，则Stg??L代入（4－17－2）式，得S?VlL （4－17－3）2VAd由上式可知，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VA成反比，由于上式中的其它量是与示波管结构有关的常数故可写成S?keV（4－17－4）VAke为电偏常数。

可见，当加速电压VA一定时，偏转距离与偏转电压呈线性关系。

为了反映电偏转的灵敏程度，定义?电?S?ke(1)（4－17－5）VVA?电称为电偏转灵敏度，单位为毫米/伏。

?电越大，表示电偏转系统的灵敏度越高。

2．磁偏转原理磁偏转原理如图4－17－2所示。

电子束的偏转与聚焦

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。

通过磁聚焦可测出电子的电荷与质量比，即验证电子带电荷量，并证明电子的质量m e 。

实习一电子束的电偏转与电聚焦【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--示波器的使用)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。

如图3-14-1所示，设两偏转板间距为d ，电压差为dy V ，可看做平行板电容器，则两板间的电场强度为：dy y V E d=（3-14-1）电子所受电场力为： dy y y eV F eE d==（3-14-2）在同一点的垂直速度： 1dyy y zeV la t md νν==⋅（3-14-3）偏离z 轴的距离： 221111()()22dy y zeV ly a t md ν==⋅ （3-14-4）电子离开板右端时不再受电场力的作用，作匀速直线运动，到达屏上的垂直位移：图3-14-122dyy z zeV lL y t md ννν'==⋅⋅（3-14-5）电子在屏上的总位移 1222()2dy y z eV ll D y y t L md νν'=+==⋅+ （3-14-6）令'2L lL +=，又因为电子在加速电压a V 的作用下，加速电场对电子所做的功全部转化为电子的动能，则有 a z eV mv =221 （3-14-7）将L 代入（3-14-6）式，并利用（3-14-7）式消去z v 后得电子束的垂直位移：2y dy alLD V dV =⋅ （3-14-8）上式表明，偏转板的电压dy V 越大，屏上的光点的位移也越大，两者之间是线性关系。

实验电子束的电偏转

实验电子束的电偏转篇一：实验十三电子束线的电偏转与磁偏转实验十三电子束线的电偏转与磁偏转实验目的1．研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。

2．了解电子束线管的结构和原理。

实验仪器SJ—SS—2型电子束实验仪。

实验原理在大多数电子束线管中，电子束都在互相垂直的两个方向上偏移，以使电子束能够到达电子接受器的任何位置，通常运用外加电场和磁场的方法实现，显像管等器件就是在这个基础上运用相同的原理制成的。

1．电偏转原理电偏转原理如图4－17－1所示。

通常在示波管（又称电子束线管）的偏转板上加上偏转电压V，当加速后的电子以速度v沿Z方向进入偏转板后，受到偏转电场E （Y轴方向）的作用，使电子的运动轨道发生偏移。

假定偏转电场在偏转板l范围内是均匀的，电子作抛物线运动，在偏转板外，电场为零，电子不受力，作匀速直线运动。

在偏转板之内Y?1at2?1eE(Z)2 （4－17－1）22mv式中v为电子初速度，Y为电子束在Y方向的偏转。

电子在加速电压VA的作用下，加速电压对电子所做的1功全部转为电子动能，则mv2?eVA。

2将E＝V／d和v2代入（4－17－1）式，得2Y?VZ4VAd电子离开偏转系统时，电子运动的轨道与Z轴所成的偏转角?的正切为tg??dY?Vl（4－17－2）dZx?l2VAd设偏转板的中心至荧光屏的距离为L，电子在荧光屏上的偏离为S，则Stg??L代入（4－17－2）式，得S?VlL （4－17－3）2VAd由上式可知，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VA成反比，由于上式中的其它量是与示波管结构有关的常数故可写成S?keV（4－17－4）VAke为电偏常数。

可见，当加速电压VA一定时，偏转距离与偏转电压呈线性关系。

为了反映电偏转的灵敏程度，定义?电?S?ke(1)（4－17－5）VVA?电称为电偏转灵敏度，单位为毫米/伏。

?电越大，表示电偏转系统的灵敏度越高。

2．磁偏转原理磁偏转原理如图4－17－2所示。

电子束

1）电偏转实验步骤 1.现将阳极电压调到 750V（注：本台机子一开始调不到 700V，只能用 750V，到后面旋钮才可以调至 700V），调节 Y 轴调节旋钮使得光点分别到±5，±10，±20 的位置，用数字多用电表记录对应的电压值，并记录下来； 2.之后再将阳极电压调至 900V，重复上述实验，记录数据。
U2，横向偏转电压为 Ud，则荧光屏上光点的横向偏转量 D 如式： D （L l) U d l 2 U 2 2d
综上所诉，当 U2 不变时，偏转量 D 随 Ud 的增加而线性增加。所以，根据屏上光点位移与偏转电压的线性关系，可以将示波管做成测量电压的工具。若改变加速电压 U2，适当调节 U1 到最佳聚焦，可以测定 D-Ud 直线随 U2 改变而使斜率改变的情况。
做的功 eU 应等于电子获得的动能： eU 1 mv 2 2，
2e
电子沿 Z 轴运动的速度 vz 与第二阳极 A2 的电压 U2 的平方根成正比，即 vz
因此
m U2
若在电子运动的垂直方向加一横向电场，电子在该电场作用下将发生横向偏转，如图 2 所示。若偏转板板长为 l、偏转板末端到屏的距离为 L、偏转电极间距离为 d、轴向加速电压（即第二阳极 A2 电压）为
2）磁偏转实验步骤 1.将光点调至 Y 轴中心，将多用电表调到 mA 挡，并把阳极电压调至 700V，调节 Y 轴调节，分别测 D=5，10,15,20 的电流值，再改变磁偏电流方向，测 D=-5，-10，-15，-20 的电流值； 2.将阳极电压调至 900V，重复上述步骤，记录数据。 3）电子比荷实验步骤 1.用导线连接电子束实验仪和直流稳压电源的 CH1 接线口上，将电子束-比荷选择开关打到比荷位置，将稳压电源的电流调零，并将阳极电压调到 700V，再调节电流旋钮使得荧光屏中的亮线缩成一个亮点，记录此时的电流值，之后将电流调零，再将电流方向调成反向，重复上述步骤，记录数据。 2.再重复上述步骤测量 800V，900V，1000V 的电流数据。

11实验十一-电子束电偏转与电聚焦解析PPT课件

20、8SJ31J示波管。 21、磁偏转线圈：用来做磁偏转实验。 22、螺线管线圈：用来做磁聚焦实验。 23、换向开关：用以改变偏转线圈电流方向来
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

实验三213《电子束的偏转与聚焦》实验报告

D
K0nIlL
e 2mU 2
（8）
当励磁电流 I（即外加磁场 B）确定时，电子束在横向磁场中的偏转量 D 与加速电压 U2 的平方根成反比。
B 图3
5、磁聚焦和电子荷质比的测量原理带点粒子的电量与质量的比值叫荷质比，是带电微观粒子的基本参量之一。
测定荷质比的方法很多，本实验采用磁聚焦法。当示波管放置在一个通电螺旋管内时，沿示波管轴线方将有以均匀分布的磁
电子束的偏转与聚焦
一、引言
根据电磁学理论，运动的带电粒子在电场、磁场或者电磁场中会受到电场力、磁场力或电磁场力的作用，使运动轨迹发生改变。许多电子检测仪器都是根据电子在场中的运动规律设计而成的，例如示波管、电视显像管、摄像管、雷达指示管、电子显微镜等。尽管它们的外形和功用各不相同，但是都利用了电子束的聚焦和偏转，因此它们都可以统称为电子束管。电子束的聚焦与偏转可以通过电场或磁场对电子束的作用来实现，前者称为电聚焦和电偏转，后者称为磁聚焦和磁偏转。本实验是通过电子束实验仪来观察电子束的聚焦、电偏转、磁偏转和电子的荷质比。
电流 I正
700V 1.42
ห้องสมุดไป่ตู้
800V 1.47
I反
1.40
1.52
I 平均
1.41
1.495
e/m/C/kg
1.708 1011
1.737 1011
e/m 平均/C/kg
1.68715 1011
900V
1.66 1.60 1.63 1.644 1011 ε/%
1000V
1.69 1.73 1.71 1.6596 1011 4.075
D lBL e 2mU 2
（6）
实验中的外加横向磁场由一对载流线圈产生，其大小为：

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。