试验二十四电子射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
实验十三电子束线的电偏转与磁偏转一、实验目的1.了解电子束线的产生、调节和偏转原理。
3.了解磁场对电子运动的影响。
二、实验原理电子束线是一束加速的电子流，是通过电子枪中的热阴极发射大量的电子，通过电子加速管的阳极电压加速，并通过管中一些特定的结构，如聚焦器，透镜，偏转板等来调节。
在热阴极上施加较高电压，热阴极表面极易发射电子，使电子从热阴极射出，在加速管中通过阳极电压加速。
加速度与阳极电压成正比，电流与电子流密度成正比。
2.电子束线的电偏转电偏转是指通过电场对电子束线中的电子进行偏转。
当电子束通过一个带电和平板时，电子束中的电子会受到力的作用，在水平方向受到电场力F=E×q，其中 E 为电场强度，q 为电子所带电荷量。
力的方向始终垂直于电子运动的方向，所以电子束线将被打向与电场垂直的方向。
三、实验器材与装置万用电表、电子学实验箱、电子束线管、CRO 示波器等。
四、实验步骤1.检查实验仪器和所需的全部元器件，按照电路接线图连接好实验电路，并保证电子枪稳定工作。
2.将电子束管放在实验台上，调节相应的管电压并调整其成一个垂直的红色线，以便后续实验调整方便。
3.接通电路电源，在电子束线管中加入直流电压，使电子流从阳极发射管流经偏转器以及磁偏转器，最后击中荧光屏上。
4.打开示波器，调整亮度，聚焦和辉度，直到荧光屏上显示出一个明亮的光点。
5.调整偏转电压和磁场的大小，使电子流在荧光屏上绘制出一个稳定的图形，记录下相应偏转电压和磁场强度。
6.通过更改偏转器的输出信号并记录不同输入电压下电子束的偏转量，记录实验数据并计算出电偏转的比率。
7.更改磁偏转器的输入电流并记录荧光屏上的偏转量，计算出该磁场的磁感应强度。
五、实验注意事项1.注意安全，使用仪器前应检查仪器是否运行正常。
2.要经常检查电子束线管的压力，确保其正常工作。
3.调节偏转电压和磁场强度时，一定要谨慎，防止电子束过大而烧毁设备。
4.记录每次实验的数据，做好实验报告。
电子束的电偏转和磁偏转实验报告
电子束的电偏转和磁偏转实验报告电子束的电偏转和磁偏转实验报告篇一：电子束的电偏转和磁偏转电子束的电偏转和磁偏转实验目的：1.掌握电子束在外加电场和磁场作用下的偏转的原理和方式。
2.观察电子束的电偏转和磁偏转现象，测定电偏转灵敏度、磁偏转灵敏度、截止栅偏压。
?实验原理：1．电偏转的观测电子束电偏转原理图如图（1）所示。
当加速后的电子以速度V沿x 方向进入电场时，将受到电场力作用，作加速运动，电子穿出磁场后，则做匀速直线运动，最后打在荧光屏上。
其电偏转的距离D与偏转电压V，加速电压VA及示波管结构有关。
图（1）电子束电偏转原理为了反应电偏转的灵敏程度，定义e?D(1)Ve称为电偏转灵敏度，用mm/V为单位。
?e越大，电偏转的灵敏度越高。
实验中D从荧光屏上读出，记下V，就可验证D与V的线性关系。
2.磁偏转原理电子束磁偏转原理如图（2）所示。
当加速后的电子以速度V沿x 方向垂直射入磁场时，将会受到洛伦磁力作用，在均匀磁场b内作匀速圆周运动，电子穿出磁场后，则做匀速直线运动，最后打在荧光屏上。
为了反映磁偏转的灵敏程度，定义m?slI(2)m称为磁偏转灵敏，用mm/A为单位。
?m越大，表示磁偏转系统灵敏度越高。
实验中s从荧屏上读出，测出I，就可验证s与I的线性关系。
3.截止栅偏压原理示波管的电子束流通常通过调节负栅压ugK来控制的，调节ugK 即调节“辉度调节”电位器，可调节荧光屏上光点的辉度。
ugK是一个负电压，通常在-35~45之间。
负栅压越大，电子束电流越小，光点的辉度越暗。
使电子束流截止的负栅压ugK0称为截止栅偏压。
?实验仪器：Th-eb型电子束实验仪，示波管组件，0~30V可调直流电源，多用表?实验步骤：1.准备工作。
2.电偏转灵敏度的测定。
3.磁偏转灵敏度的测定。
4.测定截止栅偏压。
?数据记录及实验数据处理：1．电偏转（vA?800伏）水平电偏转灵敏度D-V曲线：垂直电偏转灵敏度D-V曲线：电偏转（V A?1000伏）垂直电偏转：2.2.磁偏转（vA?800伏）磁场励磁线圈电阻R=210欧姆磁偏转（vA?1000伏）注：偏移量D或s等于加电压时的光点坐标与0伏电压的光点坐标的差值。
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电子到达电场的后半区（右半边）时, 受到的作用力F可分 解为相应的Fr和Fz两个分量。Fr使电子离开轴线, 起散焦 作用。
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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, 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Fr的作用时间短得多, 获得的离轴速度比在前半 区获得的向轴速度小。 总的效果是, 电子向轴线靠拢, 整个电场起聚焦作用。
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注意事项
（1）实验中阴极K、栅极G对地有上千伏特的高电压，第一阳极A1对地也有数 百伏特高电压，要注意人身安全，且不能将高压与地短路；其次注意高压三 用表的极性（此时负极为公共极COM，正极接专用2500V接口，电表放直流 1000V档！ 此时满量程为2500V，通常只需测读 Ｖ2。请不要改变量程，若 带电拨插表棒，需要格外小 心！
（2）实验过程中要求单手操作，另一只手不要接触接地良好的物品（如水管、 暖气等）。
（3 （4）数字三用表不用时，请拨到OFF档，以节省电池。 （5
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3rew
演讲完毕, 谢谢听讲!
再见, see you again
2024/8/1
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实验目的
1、理解电子束实验仪面板上各个旋钮的作用，并 能够正确使用。
2、主要实验内容包括四部分：电聚焦、电偏转。 要求正确使用电子束实验仪和数显直流稳压源、 完整记录测量数据（包括有效数字和单位）。
试验二十四电子射线的电偏转与磁偏转
实验二十四 电子射线的电偏转与磁偏转一、实验目的1． 掌握电子束在外加电场和磁场作用下偏转的原理和方式；2． 了解阴极射线管的构造与作用。
三、实验仪器1． TH-EB 电子束实验仪；2． 0~30V 可调直流电源；3． 数字式万用表。
三、实验原理1 电偏转原理电子束电偏转原理如图1所示。
通常在示波管的偏转板上加偏转电压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，使电子的运动轨迹发生偏转。
假定偏转电场在偏转板l 范围内是均匀的，电子将作抛物线运动，在偏转板外，电场为零，电子不受力，作匀速直线运动。
荧光屏上电子束的偏转距离D 可以表示为式中V 为偏转电压，V A 为加速电压，k e 是一个与示波管结构有关的常数，称为电偏常数。
为了反映电偏转的灵敏程度，定义δ电称为电偏转灵敏度，用mm/V 为单位。
δ电越大，电偏转的灵敏度越高。
2 磁偏转原理电子束磁偏转原理如图2所示。
通常在示波管的瓶颈的两侧加上一均匀横向磁场，假定在l 范围内是均匀的，在其他范围都为零。
当加速后的电子以速度v 沿x 方向垂直 射入磁场时，将受到洛仑兹力作用，在均匀磁场B 内作匀速圆周运动，电子穿出磁场后，则做匀速直线运动，最后打在荧光屏上，磁偏转的距离可以表示为：式中I 是偏转线圈的励磁电流，单位A ；k m 是一个与示波管结构有关的常数称为磁偏常数。
为了反映磁偏转的灵敏程度，定义 )3( A m V I k D =(2) 电A e V k V D ==δ（1）/ A e V V k D = l e 图1 电子束电偏转原理 e v图2 电子束磁偏转原理δ磁称为磁偏转灵敏度，用mm/A 为单位。
δ磁越大，表示磁偏转系统灵敏度越高。
2 截止栅偏压原理示波管的电子束流通常是通过调节负栅压U GK 来控制的，调节U GK 可调节荧光屏上光点的辉度。
U GK 是一个负电压，负栅压越大，电子束电流越小，光点的辉度越暗。
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。
700117电子束的电偏转和磁偏转
电子束的电偏转和磁偏转实验报告【一】实验目的及实验仪器实验目的1.了解示波管的基本构造和原理。
2.研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。
实验仪器DZS-D型电子束试验仪仪器介绍1.螺线管内的线圈匝数n=526匝2.螺线管的长度『0.234米3.螺旋管的直径d=0.090米4.螺距（y偏转板至荧光屏距离）h=0.145米5.加速电压V k调节旋钮：改变电子束加速电压的大小，600〜800V。
6.聚焦电压V1调节旋钮：用以调节聚焦板上的电压，以调节电板附近区域的电场分布，从而调节电子束的聚焦和散焦。
7.栅极电压V C辉度调节旋钮：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。
8.Vdx偏转电压调节旋钮：-30〜30V，Vdy偏转电压调节旋钮：-30〜30V。
9.调零x调节旋钮：用来调节光点水平位置，调零y，调节旋钮用来调节光点上下位置。
10.Vdx、Vdy低压转换开关：当打到Vdx挡，低压测量表头即可显示偏转电压Vdy，当打到Vdy的低压测量表头即可显示偏转电压Vdy。
同理，高压转换开关对应高压测量表头。
11.磁偏转线圈：用来做磁偏转实验。
12.电流测量表头：显示磁偏转线圈内励磁电流大小。
13.电流调节旋钮：用来改变磁偏转线圈内励磁电流大小。
14.示波管电源开关：用来接通总电源使仪器工作【二】实验原理及过程简述1.示波管的基本构造它由电子枪、偏转板和荧光屏三部分组成。
自阴极发射的电子束，经过第一栅极(61)、第二栅极(G2)、第一阳极(A1)、第二阳极(A2)的加速和聚焦后，形成一个细电子束。
垂直偏转板(常称作Y轴)及水平偏转板(常称作X轴)所形成的二维电场，使电子束发生位移。
位移大小与X、Y偏转板上所加的电压有关：y=s y V y=V y/D y( 1) x=S x V x=V x/D x(2)式⑴中S y和D y为y轴偏转板的偏转灵敏度和偏转因数，式(2)中S y和D y为x轴偏转板的偏转灵敏度和偏转因数。
电偏转与磁偏转实验报告
电偏转与磁偏转实验报告电偏转与磁偏转实验报告引言：电偏转与磁偏转实验是物理学实验中常见的一种实验，通过观察电子束在电场和磁场中的偏转现象，可以验证电子的带电性质以及电场和磁场的基本性质。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，加深对电磁学基本原理的理解。
实验一：电偏转实验1. 实验目的通过观察电子束在电场中的偏转现象，验证电子的带电性质以及电场对带电粒子的作用。
2. 实验装置实验装置包括电子枪、电场装置和测量仪器。
3. 实验步骤首先，将电子枪放置在真空室中，通过加热阴极产生电子。
然后，将电子束引入电场装置，调节电场强度。
观察电子束在电场中的偏转现象，并记录相应的数据。
4. 实验结果与分析根据实验数据，可以得到电子束在电场中偏转的角度与电场强度之间的关系。
通过分析这一关系，可以验证电子带电性质以及电场对带电粒子的作用。
实验二：磁偏转实验1. 实验目的通过观察电子束在磁场中的偏转现象，验证电子的带电性质以及磁场对带电粒子的作用。
2. 实验装置实验装置包括电子枪、磁场装置和测量仪器。
3. 实验步骤首先，将电子枪放置在真空室中，通过加热阴极产生电子。
然后，将电子束引入磁场装置，调节磁场强度。
观察电子束在磁场中的偏转现象，并记录相应的数据。
4. 实验结果与分析根据实验数据，可以得到电子束在磁场中偏转的角度与磁场强度之间的关系。
通过分析这一关系，可以验证电子带电性质以及磁场对带电粒子的作用。
实验三：电偏转与磁偏转的对比分析1. 实验目的通过对比电偏转实验和磁偏转实验的结果，分析电场和磁场对带电粒子的作用的异同。
2. 实验装置实验装置包括电子枪、电场装置、磁场装置和测量仪器。
3. 实验步骤首先，按照实验一和实验二的步骤进行电偏转实验和磁偏转实验。
然后，通过对比两个实验的结果，分析电场和磁场对带电粒子的作用的异同。
4. 实验结果与分析通过对比分析，可以得出电场和磁场对带电粒子的作用的异同。
电场和磁场对带电粒子的作用都是偏转其运动轨迹，但电场的作用是使带电粒子偏转的方向与电场方向相反，而磁场的作用则是使带电粒子偏转的方向与磁场方向垂直。
实验二十四电子束的偏转
实验二十四 电子束的偏转示波器中用来显示电信号波形的示波管和电视机、摄像机里显示图像的显像管、摄像管都属于电子束线管，虽然它们的型号和结构不完全相同，但都有产生电子束的系统和电子加速系统，为了使电子束在荧光屏上清晰的成像，还要设聚焦、偏转和强度控制系统。
对电子束的聚焦和偏转，可以利用电极形成的静电场实现,也可以用电流形成的恒磁场实现。
前者称为电聚焦或电偏转。
随着科技的发展,利用静电场或恒磁场使电子束偏转、聚焦的原理和方法还被广泛地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。
本实验在了解电子束线管的结构基础上,先讨论电子束的偏转特性及其测量方法。
【目的】1．了解示波管结构和原理。
２.研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。
3.测试示波管的电偏灵敏度和磁偏灵敏度与加速电压的关系。
【原理】示波管的基本结构主要由以下4个部分组成 (1)示波管示波管的构造如图4－43所示。
当加热电流通过灯丝时，阴极Ｋ被加热并发射电子,栅极G 加上相对于阴极为负的电压，调节栅极电压的大小,可以控制阴极发射电子的多少，即控制光点的亮度。
第一阳极Ａ1相对于阴极Ｋ有很高的电压(约1 500V ）用以加速电子；第二阳极A 2与第一阳极Ａ1之间构成聚焦电场,使发散的电子束在聚焦电的作用下汇聚起来，打在荧光屏上发出荧光。
Ｘ、Y 偏转板是2对分别平行且相互垂直的属极，在平行板上加不同的电压控制荧光屏上的光点的位置。
光点移动距离的大小与加在偏转板上的电压成正比。
(２)扫描电压发生器扫描电压发生器是产生扫描电压的装置。
示波器通常是要观察轴输入的周期性信号电压的波形。
如果只把被测信号(如正弦电压）加在Y 偏转板上，而亮线。
要在荧光屏上显示出正弦电压的波形,就必须使亮点在Y 轴上的运动沿X 方向展开。
为此必须在X 偏转板上加一周期性随时间线性变化的电压,这种电压称为扫描电压。
这样荧光屏上光点在作竖直运动的同时还要作自左向右的匀速运动。
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实验二十四 电子射线的电偏转与磁偏转
一、实验目的
1． 掌握电子束在外加电场和磁场作用下偏转的原理和方式；
2． 了解阴极射线管的构造与作用。
三、实验仪器
1． TH-EB 电子束实验仪；
2． 0~30V 可调直流电源；
3． 数字式万用表。
三、实验原理
1 电偏转原理
电子束电偏转原理如图1所示。
通常在示波管的偏转板上加
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，使电子的运动轨迹发生偏
转。
假定偏转电场在偏转板l 范围内是均匀的，电子将作抛物线运动，在偏转板外，电场为零，电子不受力，作匀速直线运动。
荧光屏上电子束的偏转距离D 可以表示为
式中V 为偏转电压，V A 为加速电压，k e 是一个与示波管结构有关的常数，称为电偏常数。
为了反映电偏转的灵敏程度，定义
δ电称为电偏转灵敏度，用mm/V 为单位。
δ电越大，电偏转的灵敏度越高。
2 磁偏转原理
电子束磁偏转原理如图2所示。
通常在示波管的瓶颈的两侧加上一均匀横向磁场，假定在l 范围内是均匀的，在其他范围都为
零。
当加速后的电子以速度v 沿x 方向垂直 射入磁场时，将受到洛仑
兹力作用，在均匀磁场B 内作匀速圆周运动，电子穿出磁场后，则做匀速直线运动，最后打在荧光屏上，磁偏转的距离可以表示为：
式中I 是偏转线圈的励磁电流，单位A ；k m 是一个与示波管结构有关的
常数称为磁偏常数。
为了反映磁偏转的灵敏程度，定义 )3( A m V I k D =(2)
电A e V k V D ==δ（1）
/ A e V V k D = l e 图1 电子束电偏转原理 e v
图2 电子束磁偏转原理
δ磁称为磁偏转灵敏度，用mm/A 为单位。
δ磁越大，表示磁偏转系统灵敏度越高。
2 截止栅偏压原理
示波管的电子束流通常是通过调节负栅压U GK 来控制的，调节U GK 可调节荧光屏上光点的辉度。
U GK 是一个负电压，负栅压越大，电子束电流越小，光点的辉度越暗。
使电子束流截止的负栅压称为截止栅偏压。
四、实验步骤
1．准备工作
1） 用专用电缆线联接实验和示波管支架上的插座。
2） 将实验箱面板上的“电聚焦/磁聚焦”选择开关置于“电聚焦”。
3） 将与第一阳极对应的钮子开关置于上方，其余的钮子开关均置于下方。
4） 将“励磁电流调节”旋钮旋至最小位置。
5）开启电源开关，调节“阳极电压调节”电位器，使“阳极电压”数显表指示为800V ，适当调节“辉度调节”电位器，此时示波器上出现光斑，然后调节“电聚焦调节”电位器，使光斑聚焦。
2．电偏转灵敏度的测定
1）令“阳极电压”指示为800V ，在光点聚焦的状态下，将H 1、H 2对应的钮子开关置于上方，此时荧光屏上会出现一条短的水平亮线，这是因为水平偏转极板上感应有50Hz 交流电压之故。
测量时将水平偏转极板H 1和H 2接通直流偏转电压，分别记录电压为0V 、10V 、20V 时光点位置偏移量，然后调换偏转电压的极性，重复上述步骤。
2）将“阳极电压”分别调至1000V 、1200V ，按上述的方法使光点重新聚焦后，
按实验步骤1）重复以上测量，列表记录数据。
3）将H 1、H 2对应的钮子开关置于下方，将V 1、V 2对应的钮子开关置于上方。
此时荧光屏上也会出现一条短的垂直亮线。
这也是因为垂直偏转极板上感应有50Hz 交流电压之故。
测量时，在V 1、V 2两端依次加0V 、10V 、20V 直流偏转电压，(阳极电压依次为800V 、1000V 、1200V)，列表记录数据。
3．磁偏转灵敏度的测定
1）准备工作与“电聚焦特性的测定”完全相同。
为了计算亥姆霍兹线圈中的电流，必须事先用数字万用表测量线圈的电阻值，并记录。
2）令“阳极电压”指示为800V ，使光点在聚焦的状态下，接通亥姆霍兹线圈的励磁电压，并分别调到0V 、2V 、4V 、6V ，记录荧光屏上光点的偏移量，然后改变励磁电压的极性，重复以上步骤，列表记录数4)
( I m 磁A V k D ==δ
据。
3）调节“阳极电压调节”电位器，使阳极电压分别为1000V、1200V，重复实验步骤2）。
4．截止栅偏压的测定
1）准备工作与“电聚焦特性的测定”完全相同，但为了测量阴极电压和栅极电压，需将与阴极K和栅极G相对应的钮子开关置于上方。
2）令“阳极电压”指示为800V，使光点在聚焦的状态下，用数字万用表直流电压档测量栅极与阴极之间的电压，调节“辉度调节”电位器，记录荧光屏上光点刚消失时的V GK值。
3）调节“阳极电压调节”电位器，使阳极电压分别为1000V、1200V，重复步骤2），记录相应的V GK 值。
五、安全注意事项
1．本仪器内示波管电路和励磁电路均存在高压，在仪器插上电源线后，切勿触及
印刷板、示波器管座、励磁线圈的金属部分，以免电击危险。
2．本仪器的电源线应插在标准的三芯电源插座上。
电源的相线，零线和地线应按国家标准接法之规定接在规定的位置上。
3．实验前必须先阅读电子束实验仪使用说明书。
六、思考题
1．电偏转、磁偏转的灵敏度是怎样定义的？
2．在不同阳极电压下，为什么偏转灵敏度会不同？
3．何谓截止栅偏压？
七、实验报告要求
1．计算不同阳极电压下的水平电偏转灵敏度和垂直电偏转灵敏度。
2．试分析在同等偏置条件下，为什么垂直电偏转灵敏度会大于水平电偏转灵敏度。
3．计算不同阳极电压下的磁偏转灵敏度。
4．试分析磁偏转灵敏度与哪些实验参数有关。
5．试分析，栅负压为什么必需是负电压，截止栅偏压与阳极电压V A2有何关系。