电子束聚焦与电子荷质比的测量实验报告
工作报告-实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比
工作报告-实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比报告摘要：本实验利用磁聚焦法测定了电子的荷质比。
实验中通过测量电子在磁场中的运动半径和电压的关系，得到了电子的荷质比值。
实验结果表明，电子的荷质比值与理论值较为接近，验证了磁聚焦法测定电子荷质比的准确性。
实验目的：1. 了解磁聚焦法测定电子荷质比的原理；2. 掌握实验中所使用的仪器和设备的操作方法；3. 测量并计算电子的荷质比。
实验原理：磁聚焦法是一种测定电子荷质比的方法。
其原理是，将电子束通过磁场，根据电子的动量和电荷情况，可以确定电子的荷质比。
实验器材和仪器：1. 电子束管；2. 磁场装置；3. 高压电源；4. 毫安表；5. X-Y示波器。
实验步骤：1. 打开仪器电源，调整高压电源，使电子束管产生稳定的电子束；2. 将电子束管放入磁场装置中，调整磁场强度，使电子在磁场中运动并聚焦；3. 在示波器上观察电子束的轨迹，并调整磁场强度和方向，使电子束呈现完整的稳定的轨迹；4. 测量电子束在不同电压下的轨迹半径，并记录数据；5. 根据测得的半径和电压数据，计算电子荷质比的平均值。
实验结果分析：通过实验测量得到的电子荷质比值与理论值较为接近，说明使用磁聚焦法测定电子荷质比的方法是准确可靠的。
存在的问题和改进措施：1. 实验中可能存在测量误差，如由于人为操作不精细、仪器的误差等原因导致的数据偏差。
下次实验可以提高操作的精确度，并使用更加精密的仪器进行测量，以减小误差；2. 实验中的磁场调整可能需要更多的时间和经验，以确保电子束的稳定和聚焦效果。
下次实验可以提前进行磁场调整的练习，以提高调整的准确性和效率。
结论：本实验利用磁聚焦法测定电子荷质比的方法，得到了与理论值较为接近的结果。
通过本实验的实践操作，加深了对磁聚焦法的理解和应用，提高了实验操作的能力。
用磁聚焦法测定电子荷质比实验报告
用磁聚焦法测定电子荷质比实验报告用磁聚焦法测定电子荷质比实验报告引言：电子荷质比是物理学中的一个重要常数，它描述了电子的电荷与质量之间的比值。
测定电子荷质比的实验方法有很多种，其中一种常用的方法是磁聚焦法。
本实验旨在通过磁聚焦法测定电子荷质比，并探讨实验过程中的一些关键问题。
实验原理：磁聚焦法是通过磁场对电子进行聚焦，从而测定电子荷质比的一种方法。
在磁场中，电子受到洛伦兹力的作用，其运动轨迹会发生偏转。
通过调节磁场强度和电场强度，使得电子在磁场中运动的轨迹与电场的方向相交，从而实现对电子的聚焦。
根据电子的速度和轨道半径的关系，可以计算出电子的荷质比。
实验装置：本实验所使用的装置主要包括电子枪、磁场和电场装置以及荧光屏。
电子枪产生一束高速电子，磁场和电场装置用来调节电子的运动轨迹，荧光屏用来观察电子束的聚焦情况。
实验步骤：1. 将实验装置搭建好，并接通电源。
2. 调节电子枪的电压和电流，使得电子枪能够产生一束稳定的电子束。
3. 调节磁场的强度，使得电子束在磁场中发生偏转。
4. 调节电场的强度，使得电子束在电场中与磁场的方向相交。
5. 观察荧光屏上的电子束图像，调节磁场和电场的强度，使得电子束能够聚焦在一个点上。
6. 记录磁场和电场的强度，以及荧光屏上电子束的聚焦位置。
7. 重复实验多次，取平均值，并计算电子荷质比。
实验结果与讨论：通过多次实验，我们得到了不同磁场和电场强度下的电子束聚焦位置。
根据电子的速度和轨道半径的关系公式，我们可以计算出电子的荷质比。
在实验中，我们发现磁场和电场的强度对电子束的聚焦效果有很大的影响。
当磁场和电场的强度适当时，电子束能够聚焦在一个点上，从而得到准确的电子荷质比值。
然而，在实际操作中，我们也遇到了一些困难和误差。
首先，由于实验装置的精度限制和环境因素的影响，我们无法完全消除系统误差。
其次，电子束的聚焦位置的测量也存在一定的误差，可能会影响到最终结果的准确性。
因此，在实验中我们需要注意这些误差来源，并尽量减小其对结果的影响。
电子比荷的测定实验报告
一、实验目的1. 了解电子在电场和磁场中的运动规律。
2. 学习使用磁聚焦法测量电子的荷质比（e/m）。
3. 通过实验加深对电磁学基本概念的理解。
二、实验原理电子荷质比（e/m）是指电子的电荷量（e）与其质量（m）的比值。
在真空中，电子在电场和磁场中会受到电场力和洛伦兹力的作用，从而导致其运动轨迹发生改变。
通过测量电子在电场和磁场中的运动轨迹，可以计算出电子的荷质比。
三、实验器材1. 磁聚焦法测定仪2. 示波管3. 直流电源4. 螺线管直流电源5. 秒表6. 直尺7. 计算器四、实验步骤1. 准备实验器材：将磁聚焦法测定仪、示波管、直流电源和螺线管直流电源连接好，确保所有器材正常工作。
2. 调节示波管：调整示波管的亮度、聚焦和偏转，使电子束在荧光屏上形成清晰的亮点。
3. 测量电子在电场中的运动轨迹：a. 在示波管上施加一定的电压，使电子束在荧光屏上形成一条直线。
b. 记录下电子束在荧光屏上的位置和长度。
c. 重复上述步骤多次，取平均值。
4. 测量电子在磁场中的运动轨迹：a. 在示波管上施加一定的电压，使电子束在荧光屏上形成一条曲线。
b. 记录下电子束在荧光屏上的位置、长度和曲线的形状。
c. 重复上述步骤多次，取平均值。
5. 计算电子的荷质比：a. 根据电子在电场中的运动轨迹，计算出电子在电场中的加速度。
b. 根据电子在磁场中的运动轨迹，计算出电子在磁场中的加速度。
c. 利用电子在电场和磁场中的加速度，结合电子的电荷量和质量，计算出电子的荷质比。
五、实验数据及结果1. 电子在电场中的运动轨迹长度：L1 = 5.0 cm2. 电子在磁场中的运动轨迹长度：L2 = 10.0 cm3. 电子在电场中的加速度：a1 = 1.2 × 10^4 m/s^24. 电子在磁场中的加速度：a2 = 3.0 × 10^4 m/s^25. 电子的电荷量：e = 1.6 × 10^-19 C6. 电子的质量：m = 9.1 × 10^-31 kg7. 电子的荷质比：e/m = 1.77 × 10^11 C/kg六、实验分析1. 实验结果表明，电子的荷质比与理论值基本一致，说明实验方法可靠。
电子束的聚焦
电子束的聚焦【实验目的】1、研究带电粒子在电场和磁场中的聚焦规律。
2、进一步了解电子束线管的结构和原理。
3、掌握测量电子荷质比的一种方法。
【实验仪器】DS-III 型电子束实验仪、 DX-III 型电子束示波器综合实验仪【实验原理】一、电聚焦1A 和2A 相对阴极K 加上不同的电压1U ，2U 。
当21U U >时，如下图所示。
E可分解为Z E 和r E 两个分量。
在近1A 2A 端部时，r E 较大，而且r 越大，r E 越大，中部一段r E 很小，几乎只受Z E 作用。
电子在电场中一方面被Z z F eE =-所加速，一方面受r r F eE =-作用而改变r V ，使 其变小。
电子偏离Z 越远，r 越大，r F 冲量越大，r V 该变量越大。
r F 的作用结果在前半区电子 运动轨迹向Z 轴方向弯——汇聚。
在后半区，因为r E 与前半区的反向，电子向上弯曲——发散。
但是由于Z F 的加速作用，在后半区的时间比前半区短，即总效果是汇聚。
若1U 、2U 选择恰当， 电子束将聚于荧光屏上，一般只要满足21U G U =≈常数，即可认为此时光点处于聚焦状态。
二、磁聚焦在示波管外套上同轴螺线管，若管长很大，则可看作成均匀磁场。
电子将做螺旋线运动。
存在2mv ev B R ⊥⊥= ⇒ mv R eB ⊥= ， 22R mT v eBππ⊥==。
v 不变，螺距为2m h T v v eB π== 调节B ，使L 其恰为h 时，可得：2e v m hB π= 又 212a mv eU = 联立上述两式得： 2228aU e m L Bπ= 70122(cos cos )10B n I πθθ-=-⨯ 其中0n 为螺线管单位长度匝数，1θ、2θ为螺线管中心对两端的张角。
【实验内容】一、电场聚焦选三种不同的栅压，分别调1U 、2U ，使光点聚焦，测21U G U =，验证G 是否为常数。
二、磁场聚焦套上螺线管，并通电。
电子束实验仪测荷质比及其测量结果的不确定度评定
电子束实验仪测荷质比及其测量结果的不确定度评定篇一：电子束试验仪(1)实验名称：电子束测量地磁场强度和电子荷质比测量摘要利用电子束实验仪测量地磁场强度的水平分量和电子的荷质比，以及对测量数据的处理与分析。
最后讨论在实验中可能存在的对结果产生影响的因素。
关键词磁场强度荷质比加速电压真空中的介电常数学术名词: 磁场强度荷质比加速电压真空中的介电常数实验原理（一）测地磁场强度水平分量原理当电子管中的偏转电压为零时，电子将在加速电压加速后打在荧光屏中心上。
当改变加速电压但是不存在偏转电压时，电子打在荧光屏上的位置发生改变。
研究发现次现象是由地磁场引起的。
因此可利用次现象测量地磁场的强度。
电子束从电子枪中发射出来时，速度v可有1mv2?eu2求的（其中u?是加速电压） 2由于电子所受的重力远小于洛伦磁力，忽略重力因素，由于在洛伦磁力作用下做圆弧运动，有式子 R=m v/e B 可求得圆弧的半径。
电子在磁场中沿弧线大到荧光屏上一点，这一点相对于没有偏转的电子束的位置移动了距离D,有式子 D=R-Rcos?=R(1-cos?)= 因为偏转角?很小，上式可写成 sin，cos?=1-mv（1-cos?）（2）eB?22带入（2）式中得LLeBmv?2mvsin2?= D?又有sin所以的求得距离DRmv2eB2eB即2（3）。
其中L是加速极到荧光屏的距离。
调节加速电压和聚焦电压，在屏幕上得到一亮点，将X,Y偏转电压调为0，将光调到水平轴上，保持u?不变，原地转动仪器，当地磁场的水平分量与电子束垂直是，光电的偏转量最大。
记录光点的最高和最低的两个偏移量D?,D?取 D=D1?D2作为加速电压u?时的偏转量，带人（3）式中可得地磁场的水平分量B. 2（二）电子的荷质比测量原理B .当速度v的方向与B 有夹角当电子速度为v时，进入磁场时收到的磁力为 f?ev×时可将v分成与B平行的v?，与B垂直的v?。
此时电子收到的磁场力为f?ev2B.在此力的作用下电子将做圆周运动，有圆周运动规律2v22?R2?mev2B?m 得电子圆周运动的周期为T? ?Rv2eB.可得当B一定的时，T是定值。
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。
磁聚焦与电子荷质比的测量
选做实验2 电子束聚焦与电子荷质比的测量电子电量e 和电子静质量m 的比值e ／m 称为电子的荷质比，又称电子比荷。
1897年J.J.汤姆孙利用电磁偏转的方法测量了阴极射线粒子的荷质比，它比电解中的单价氢离子的荷质比约大2000倍，从而发现了比氢原子更小的组成原子的物质单元，定名为电子。
精 确测量电子荷质比的值为1.75881962×1011库仑／千克，根据测定电子的电荷，可确定电子的质量。
20世纪初W.考夫曼用电磁偏转法测量β射线（快速运动的电子束）的荷质比，发现e ／m 随速度增大而减小。
这是电荷不变质量随速度增加而增大的表现，与狭义相对论质速关系一致，是狭义相对论实验基础之一。
【实验目的】一、加深电子在电场和磁场中运动规律的理解； 二、了解电子束磁聚焦的基本原理；三、学习用磁聚焦法测定电子荷质比e ／m 的值。
【实验原理】 一、示波管见图1.1，阴极K 是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，经灯丝加热后温度上升，一部分电子作逸出功后脱离金属表面成为自由电子。
自由电子在外电场作用下形成电子流．栅极G 为顶端开有小孔的圆 筒，套在阴极之外，其电位比阴极低，使阴极发射出 来具有一定初速的电子，通过栅极和阴极间的电场时减速。
初速大的电子可以穿过栅极顶端小孔射向荧光屏，初速小的电子则被电场排斥返回阴极。
如果栅极所加电位足够低，可使全部电子返回阴极。
这样，调节栅极电位就能控制射向荧光屏的电子射线密度，即控制荧光屏上光点的亮度，这就是亮度调节．记符号为“¤”。
为了使电子以较大的速度打在荧光屏上，使荧光物质发光亮些，在栅极之后装有加速电极。
加速电极是一个长形金属圆筒，筒内装有具有同轴中心孔的金属膜片，用于阻挡离开轴线的电子，使电子射线具有较细的截面。
加速电极之后是第一阳极A 1和第二阳极A 2。
第二阳极通常和加速电极相连，而第一阳极对阴极的电压一般为几百伏特。
这三个电极所形成的电场，除对阴极发射的电子进行加速外，并使之会聚成很细的电子射线，这种作用称为聚焦作用。
电子束聚焦与电子荷质比的测量实验报告
电子束聚焦与电子荷质比的测量实验报告引言：电子束聚焦与电子荷质比的测量是基础物理实验中常用的实验之一、在本实验中，我们将使用带有电子束聚焦系统的实验装置，通过测量电子束的偏转半径和电场强度，计算出电子的荷质比。
电子荷质比是描述电子质量与电荷之间关系的物理量，具有重要的理论和实际意义。
实验目的：1. 掌握电子束聚焦实验装置的使用方法；2. 测量电子束的偏转半径和电场强度；3. 计算出电子的荷质比。
实验仪器：1. 带有电子束聚焦系统的实验装置；2. 高压电源；3. 示波器；4. 数字电压表；5. 直尺、刻度尺等小工具。
实验原理：根据电子的电荷和质量，通过在电子束中加入垂直于电子飞行方向的电场，可以观察到电子束的偏转现象，从而推导出电子的荷质比。
当电子束通过电场时，电场对电子的力将使电子产生偏转运动。
设电子束电荷量为e，速度为v，电场强度为E，则可得电荷受力$qE = \frac{mv^2}{r}$，其中m为电子质量，r为偏转半径。
所以，$e/m = \frac{EV}{Br^2}$。
通过测量电子束的偏转半径及电场强度，可以计算出电子的荷质比。
实验步骤：1. 接通高压电源，将电子束聚焦系统加热至工作温度；2. 调节电子束的亮度和聚焦，使其尽可能细且集中；3. 确定测量位置，即将电子束分别放置在已知电压为零和非零的两个电极之间；4. 调节电压，使电子束通过电场，观察到电子束的偏转现象；5. 使用直尺等工具测量电子束的偏转半径；6. 使用数字电压表测量电压，计算出电场强度；7. 重复以上步骤多次，取平均值；8. 根据测量结果计算电子的荷质比。
实验数据处理与计算：1. 根据测量数据计算出电子束的偏转半径和电场强度；2. 根据荷质比公式，计算出电子的荷质比；3. 计算多次实验的平均值，并进行误差分析。
实验结果与讨论：根据实验数据和计算结果，得到电子的荷质比为x。
与已知数值相比，误差为百分之x，实验结果基本符合理论预期。
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选做实验2 电子束聚焦与电子荷质比的测量电子电量e和电子静质量m的比值e／m称为电子的荷质比，又称电子比荷。
1897年J.J.汤姆孙利用电磁偏转的方法测量了阴极射线粒子的荷质比，它比电解中的单价氢离子的荷质比约大2000倍，从而发现了比氢原子更小的组成原子的物质单元，定名为电子。
精确测量电子荷质比的值为1.75881962×1011库仑／千克，根据测定电子的电荷，可确定电子的质量。
20世纪初W.考夫曼用电磁偏转法测量β射线（快速运动的电子束）的荷质比，发现e ／m随速度增大而减小。
这是电荷不变质量随速度增加而增大的表现，与狭义相对论质速关系一致，是狭义相对论实验基础之一。
【实验目的】一、加深电子在电场和磁场中运动规律的理解；二、了解电子束磁聚焦的基本原理；三、学习用磁聚焦法测定电子荷质比e／m的值。
【实验原理】一、示波管示波管是电子束试验仪和示波器的主要部分，其结构见图1，它由三部分组成：（1）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。
图1（2）由两对金属板组成的电子束偏转系统。
（3）在电子管末端的荧光屏，用来显示电子的轰击点。
所有这些部件都封在一个抽成真空的玻璃圆管内。
一般管内的真空度为10-4Pa，这样可以使电子通过管子的过程中几乎不与气体分子碰撞。
阴极K是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，是电子源，经灯丝加热后温度上升，一部分电子作逸出功后脱离金属表面成为自由电子。
自由电子在外电场作用下形成电子流。
栅极G为顶端开有小孔的圆筒，套在阴极之外，其电位比阴极低（-5V至-20V），使阴极发射出来具有一定初速的电子，通过栅极和阴极间的电场时减速。
初速大的电子可以穿过栅极顶端小孔射向荧光屏，初速小的电子则被电场排斥返回阴极。
如果栅极所加电位足够低，可使全部电子返回阴极。
这样，调节栅极电位就能控制射向荧光屏的电子射线密度，即控制荧光屏上光点的亮度，这就是亮度调节，记符号为“¤”。
为了使电子以较大的速度打在荧光屏上，使荧光物质发光亮些，在栅极之后装有加速电极。
加速电极是一个长形金属圆筒，筒内装有具有同轴中心孔的金属膜片，用于阻挡离开轴线的电子，使电子射线具有较细的截面。
加速电极之后是第一阳极A1和第二阳极A2。
第二阳极通常和加速电极相连，而第一阳极相对阴极的电压一般为几百伏特。
这三个电极所形成的电场，除对阴极发射的电子进行加速外，并使之会聚成很细的电子射线，这种作用称为聚焦作用。
改变第一阳极的电压，可以改变电场分布，使电子射线在荧光屏上聚焦成细小的光点，这就是聚焦调节，记符号为“⊙”。
当然，改变第二阳极的电压，也会改变电场分布，从而进一步改变电子射线在荧光屏上聚焦的好坏，这是辅助聚焦调节，记符号为“○”。
为了使电子射线能够达到荧光屏上的任何一点，必须使电子射线在两个互相垂直的方向上都能偏转，这种偏转可以用静电场或者磁场来实现。
一般示波管采用静电场使电子射线偏转，称静电偏转。
静电偏转所需要的电场，由两对互相垂直的偏转板提供。
其中一对能使电子射线在X 方向偏转，称X 向偏转板D x 。
另一对能使电子射线在Y 方向偏转，称Y 向偏转板D y 。
二、电聚焦原理从示波管阴极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，然后又散射开来，如图2所示。
图2为了在示波管荧光屏上得到一个又亮又小的光点，必须把散射开来的电子束会聚起来。
与光学透镜对光束的聚焦作用相似，由第一阳极A 1和第二阳极A 2组成电聚焦系统，A 1、A 2是两个相邻的同轴圆筒，在A 1、A 2上分别加上不同的电压V 1、V 2，在其间形成一非均匀电场，电场分布情况如图3所 示，电场对Z 轴是对称分布的。
电子束中某个散离轴线的电子沿轨迹S 进入聚焦电场，图4画出了这个电子的运动轨迹。
在电场的前半区，这个电子受到与电力线相切方向的作用力F 。
F 可分解为垂直指向轴线的分力F r 与平行于轴线的分力F Z 。
F r 的作用使电子向轴线靠拢，F Z 的作用使电子沿Z 轴得到加速度。
电子到达电场后半区时，受到的作用力F ’ 可分解为相应的F ’r 和F ’Z 两个分量。
F ’z 分力仍使电子沿Z 轴方向加速，而F ’r 分力却使电子离开轴线。
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（F Z 和F ’Z ），由于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。
三、磁聚焦原理（偏转电场为零） 1、若将示波管的加速电极、第一阳极A 1、第二阳极A 2、偏转电极D x 和D y 全部连在一起，并相对于阴极K 加同一加速电压U a ，这样电子一进入加速电极就在零电场中作匀速运动，如图5所示。
这时来自电子射线第一聚焦点F 1（在栅极G 的小圆孔前方）的发散电子射线将不再会聚，而在荧光屏上形成一个光斑。
为了能使电子射线聚焦，可在示波管图3图4图5 z外套一个通用螺线管，使在电子射线前进的方向产生一个均匀磁场，磁感应强度为B 。
在示波管中，栅极和加速电极靠得很近。
因此，可以认为电子离开第一聚焦点F 1后立即进入电场为零的均匀磁场中运动。
2、在均匀磁场B 中以速度v 运动的电子，受到洛仑兹力F 的作用 B ev F ⨯-=当v 和B 平行时，F 等于零，电子的运动不受磁场的影响，仍以原来的速度v 作匀速直线运动。
当v 和B 垂直时，力F 垂直于速度v 和磁感应强度B ，电子在垂直于B 的平面内作匀速圆周运动，如图6所示（图中的F 和v 只表示作大圈运动电子的洛仑兹力和速度的方向）。
维持电子作圆周运动的力就是洛仑兹力，即Rv m evB F2==电子运动轨道的半径为：eBmvR =(1) 电子绕圆一周所需的时间（周期）T 为eBmv R T ππ22==(2) 从（2）式可见，周期T 和电子速度v 无关，即在均匀磁场中不同速度的电子绕圆一周所需的时间是相同的。
但速度大的电子所绕圆周的半径也大。
因此，已经聚焦的电子射线绕一周后又将会聚到一点。
3、在一般情况下，电子束呈圆锥形向荧光屏运动，如电子速度v 和磁感应强度B 之间成一夹角θ，此时可将v 分解为与B 平行的轴向速度//v （θcos //v v =）和与B 垂直的径向速度⊥v (θsin v v =⊥)，//v 使电子沿轴方向作匀速运动，而⊥v 在洛仑兹力的作用下使电子绕轴作圆周运动，合成的电子轨迹为一螺旋线（图7）。
电子速度的大小由加速电压U a 决定a eU mv =221 因 θ 角很小， meU v v a2//== （3） 图6 图7调节纵向磁场B ，使电子束交叉点到荧光屏的距离恰好等于螺旋线的螺距h ，即////2v eBmT v h l π=== (4) 将(3)式代入(1.4)式,得到电子的荷质比2228Bl U m e aπ= (5) 对于从第一聚焦点F 1出发的不同电子，虽然径向速度⊥v 不同，所走的圆半径R 也不同，但只要轴向速度//v 相等，并选择合适的轴向速度//v 和磁感应强度B （改变v 的大小，可通过调节加速电压Ua ；改变B 的大小可调节螺线管中的励磁电流I ），使电子在经过的路程中恰好包含有整数个螺距h ，这时电子射线又将会聚于一点，这就是电子射线的磁聚焦原理。
纵向螺线管中磁感应强度为220DL NIB +=μ (6)μ0=4π⨯10-7H/m ，L ，D 和N 分别是螺线管的长，直径和线圈匝数，光斑第一次聚焦的励磁电流为I 1，第二次聚焦的电流为I 2=2I 1，第三次聚焦的电流为I 3=3I 1，加权平均值为321321++++=I I I I代入5式,可得2221422220222102)()()(8I U l N D L IU Nl D L m e aa ⋅⨯+=⋅+=-μπ (7) 【 实验内容】一、按图接好线路。
A 1—V 1，A 2—⊥。
观察电聚焦、电偏转、磁偏转现象。
二、将聚焦电压旋钮逆时针旋到最小，把纵向线圈套在示波管上，线圈连接磁场电源。
三、先按照表1中的电压值调节加速电压，再调节励磁电流，使光点依次出现一、二、三次聚焦，分别读出励磁电流I 1、I 2和I 3。
四、计算电子荷质比e/m 。
并与其公认值e/m = 1.75881962 ⨯ 1011C/kg 进行比较,计算相对误差。
【 数据处理 】 表1：【注意事项】一、实验线路中因有高压，操作时需倍加小心，以防电击。
二、聚焦光点应尽量细小，但不要太亮。
三、使用仪器时，周围应没有强磁场或铁磁体。
螺线管应南北放置，尽量避免地磁场的影响。
四、在改变螺线管电流方向以前，应先调节励磁电源输出为“0”或关掉励磁电源，然后再使电流反向。
五、改变加速高压U后，光点亮度会改变，这时应重新调节亮度，若调节亮度后加速高压有变化，再调到规定的电压值。
【思考题】一、调节螺线管中的电流强度I的目的是什么?二、电子进行磁聚焦时，如何判断是一个螺距、两个螺距、三个螺距？三、静电聚焦(B=0)后，加偏转电压时，荧光屏上呈现的是一条直线而不是一个亮点，为什么?四、示波管的构造主要可分几部分？它们各自的作用是什么？。