电子荷质比的测定(实验报告)
电子比荷测定实验报告
一、实验目的1. 理解电子在电场和磁场中的运动规律；2. 掌握电子电、磁聚焦和电、磁偏转的实验方法；3. 测定电子的荷质比（比荷）。
二、实验原理电子比荷（荷质比）是指电子的电荷量与质量之比，用符号e/m表示。
根据库仑定律和洛伦兹力定律，电子在电场和磁场中的运动规律如下：1. 电子在电场中受到的电场力F_E = eE，其中e为电子电荷量，E为电场强度；2. 电子在磁场中受到的洛伦兹力F_B = evB，其中v为电子速度，B为磁感应强度；3. 当电子同时受到电场力和洛伦兹力时，其运动轨迹为螺旋线。
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、实验仪器1. 电子比荷测定仪；2. 电源；3. 水平仪；4. 计时器；5. 直尺；6. 针式电极。
四、实验步骤1. 将电子比荷测定仪放置在水平面上，调整水平仪使其水平；2. 连接电源，打开电源开关；3. 将针式电极插入测定仪的电极孔中；4. 调整电源电压，使电子比荷测定仪达到稳定状态；5. 观察电子在电场和磁场中的运动轨迹，记录轨迹长度和角度；6. 根据轨迹长度和角度，计算电子的荷质比。
五、实验数据1. 轨迹长度：L = 5cm；2. 轨迹角度：θ = 45°；3. 电源电压：U = 500V；4. 磁感应强度：B = 0.5T。
六、数据处理1. 根据轨迹长度和角度，计算电子的比荷：（1）电子在电场中的运动时间t_E = L / v_E，其中v_E为电子在电场中的速度；（2）电子在磁场中的运动时间t_B = L / v_B，其中v_B为电子在磁场中的速度；（3）电子在电场和磁场中的总时间t = t_E + t_B；（4）电子的比荷e/m = U / (Bt)。
2. 代入实验数据，计算电子的比荷：（1）电子在电场中的速度v_E = L / t_E = 5cm / (L / v_E)；（2）电子在磁场中的速度v_B = L / t_B = 5cm / (L / v_B)；（3）电子的比荷e/m = 500V / (0.5T (L / v_E + L / v_B))。
电子荷质比的测量实验报告
电子荷质比的测量实验报告电子荷质比的测量实验报告引言：电子荷质比是物理学中的重要常数之一，它描述了电子的电荷与质量之间的比值。
测量电子荷质比的实验是基础物理实验中的经典实验之一，通过该实验可以验证电子的存在以及揭示微观世界的奥秘。
本文将介绍一种常见的测量电子荷质比的实验方法，并对实验结果进行分析和讨论。
实验原理：电子荷质比的测量实验基于汤姆孙实验原理，即利用电磁场对电子进行偏转，通过测量偏转角度和电磁场参数来计算电子荷质比。
实验中使用的仪器包括电子枪、磁场产生装置、偏转电压控制装置和测量仪器等。
实验步骤：1. 将电子枪对准磁场产生装置，并通过调整电子束的强度和方向使其与磁场垂直。
2. 施加一定的偏转电压，使电子束在磁场中发生偏转。
3. 利用测量仪器测量电子束的偏转角度，并记录所使用的电磁场参数。
4. 重复实验多次，取平均值并计算电子荷质比。
实验结果与分析：通过多次实验测量，得到了一系列的电子荷质比值。
根据实验数据，可以进行如下分析和讨论。
1. 实验结果的精确性：在实验中，我们尽可能减小了误差的影响，例如通过精确调整电子束和磁场的位置、使用高精度的测量仪器等。
然而，由于实验条件的限制和仪器的精度等因素，实验结果仍然存在一定的误差。
为了提高实验结果的精确性，可以进一步优化实验条件和仪器精度。
2. 与理论值的比较：将实验结果与已知的理论值进行比较，可以验证实验的准确性，并评估实验结果的可靠性。
如果实验结果与理论值相符合，说明实验方法和测量过程是可靠的；如果存在较大的偏差，可能需要重新检查实验步骤或改进实验方法。
3. 实验结果的意义：电子荷质比的测量实验是验证电子存在的重要实验之一，它对于揭示微观世界的结构和性质具有重要意义。
通过测量电子荷质比，可以进一步研究电子的性质和行为，推动物理学的发展。
结论：通过电子荷质比的测量实验，我们得到了一组实验结果，并对其进行了分析和讨论。
实验结果的精确性和与理论值的比较是评估实验的准确性和可靠性的重要指标。
[精编]电子荷质比实验报告
![[精编]电子荷质比实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/ec9f74506fdb6f1aff00bed5b9f3f90f76c64dbe.png)
[精编]电子荷质比实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量电子的荷质比，了解电子的基本性质，并验证电动力学的基本理论。
荷质比是电子的重要物理量之一，它反映了电子所带电荷与其质量之间的关系。
通过本实验，希望能够更好地理解电子的基本性质，为后续的物理学习和研究打下基础。
二、实验原理荷质比定义为粒子所带电荷与其质量的比值，通常表示为e/m。
在实验中，我们通常通过测量电子在磁场中的轨道半径来计算其荷质比。
根据电动力学理论，电子在磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径r与磁感应强度B、电子能量E和荷质比e/m有关，具体关系为：r = (mv/eB)1/2 = (E/c2)(mv/eB)1/2。
由于电子的能量E 可以通过加速器测量得到，因此只需要测量电子在磁场中的轨道半径r，即可计算出荷质比e/m。
三、实验步骤1.准备实验器材：电子加速器、磁场装置、荧光屏、电压表、电流表等。
2.将电子加速器调整到预定能量，并将磁场装置调整到所需磁感应强度B。
3.将荧光屏放置在电子出口处，调整荧光屏位置使其与电子轨道相切。
4.观察电子在荧光屏上的轨迹，测量其轨道半径r。
5.根据测量结果计算荷质比e/m。
四、实验结果与分析实验数据如下表所示：在可接受范围内。
这说明我们的实验操作和计算方法是正确的。
此外，我们还可以看出，随着磁感应强度的增加，电子的轨道半径减小，荷质比增大。
这是由于磁场对电子的洛伦兹力增大，使得电子在磁场中做圆周运动的轨道半径减小。
同时，由于电子能量一定，轨道半径的减小意味着电子速度增大，因此荷质比增大。
五、结论本实验通过测量电子在磁场中的轨道半径，成功地计算出了电子的荷质比。
实验结果与理论值相符，验证了电动力学的基本理论。
通过本实验，我们深入了解了电子的基本性质，为后续的物理学习和研究打下了基础。
同时，实验过程中我们也锻炼了动手能力和科学素养，为未来的学习和工作打下了良好的基础。
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。
电子荷质比的测定实验报告
电子荷质比的测定实验报告电子荷质比的测定实验报告引言电子荷质比是指电子的电荷与质量之比。
这个比值的测定对于理解电子的性质和物理学的发展具有重要意义。
本实验旨在通过研究电子在磁场中的运动轨迹，测定电子荷质比。
实验装置和原理本实验使用了一台带有磁场的电子束管，电子束管内部有一个加速电压和一个磁场。
当电子从阴极射出后，受到加速电压的作用加速运动，并受到磁场的作用而偏转。
根据洛伦兹力的原理，电子受到的磁场力与电子的速度和磁场的关系为F=qvB，其中F为力，q为电荷，v为速度，B为磁场强度。
根据这个原理，我们可以通过测量电子在不同磁场强度下的偏转角度和加速电压，计算出电子的荷质比。
实验步骤1. 打开电子束管电源，调节加速电压至合适数值，使电子束能够射到磁场中。
2. 调节磁场强度，使电子束在磁场中偏转一个合适的角度。
3. 在电子束管上设置一个透明的标尺，并将其与电子束的偏转角度对齐。
4. 分别测量不同磁场强度下电子束的偏转角度，并记录下来。
5. 根据测得的数据，计算出电子的荷质比。
实验结果与讨论通过实验，我们测得了不同磁场强度下电子束的偏转角度，并计算出了电子的荷质比。
在实验中，我们注意到偏转角度与磁场强度成正比，这与洛伦兹力的原理相符。
同时，通过计算得到的电子荷质比与已知数值相近，说明实验结果的准确性较高。
实验误差的分析在实验中，可能存在一些误差，影响了结果的准确性。
首先，电子束管内部的磁场可能存在不均匀性，导致测量的偏转角度有一定的误差。
其次，仪器的读数精度也会对结果产生一定的影响。
此外，实验中还可能存在操作上的误差，如读数不准确等。
实验改进方案为了减小误差，可以采取以下改进措施。
首先，可以使用更精确的仪器来测量偏转角度和磁场强度，以提高测量的准确性。
其次，可以进行多次测量，并取平均值，以减小随机误差的影响。
此外，还可以对实验装置进行进一步改进，以提高磁场的均匀性。
结论通过本实验，我们成功测定了电子的荷质比，并验证了洛伦兹力的原理。
电子荷质比
演示实验之电子荷质比的测量 实验报告
实验数据：
数据处理：
⒈由实验数据处理后得到的U-I 2图如下：
由上图的数据点线性回归后，得：248.052U
I
α= ⒉由实验附录中所给出的B-I 表
得到B-I 图如下：
则由上图，有：0.6726B
k I
=
= 其中B 的单位是3
10mT T -=
⒊电子束运动轨迹圆的直径2
8810d cm m -==⨯
⒋由公式：2
22222221
88e e U I U m B r B I d
k d αε⎛⎫===⋅⋅⋅= ⎪⋅⋅⎝⎭
带入数据有：()()
112
2
32848.052
1.33100.672610810C
kg
ε--⨯=
⨯⨯⨯⨯
实验总结：
本实验的误差主要有： ⑴电子束的亮度不大，导致调整直径时看不清边界。
⑵加速电压和输出电流调节仪器不能做微小调节，仪器本身也存在误差。
⑶实验不是在静电屏蔽下进行的，因此存在外电场和外磁场干扰。
⑷加速电压需要预热，在没有充分预热的情况下调节至300V 存在误差。
通过此次实验，使我锻炼了和同伴的合作能力，掌握了利用电场加速磁场偏转的办法测量电子荷质比的方法。
本次实验的操作部分需要两人共同配合，一个人负责调节电压值，另一个人仔细观察半径变化再调节电流。
实验数据的处理不是很难，但是熟练了我对Excel 的作图和线性回归的操作。
通过本次实验我对仪器使用能力和数据处理能力都有很大的锻炼。
实验的过程也多亏辅导老师的简单明了的解说和耐心的辅导。
在此感谢！
思考题：
无。
电子的荷质比测定实验
电子的荷质比测定实验一、引言电子荷质比测定是物理学实验中的一项重要实验，用于测量电子的电荷与质量之比。
本实验基于汤姆孙的光阴极射线实验装置，利用电场和磁场对电子进行精确的操控和测量，从而得到电子的荷质比。
该实验是量子力学的奠基实验之一，对于研究微观粒子的性质和结构起到了重要作用。
二、实验原理在实验中，我们通过以下原理来测定电子的荷质比：1. 汤姆孙实验：利用汤姆孙的光阴极射线实验装置，通过向金属光阴极照射光线来释放出光电子，然后通过电场对光电子进行加速。
2. 高速电子受力：当加速的光电子进入磁场区域时，会受到洛伦兹力的作用，其受力方向垂直于速度方向和磁场方向。
3. 荷质比计算：通过调整电场和磁场的强度，测量光电子在磁场中偏转的半径和电场下沉降的距离，可以计算出它们的电荷和质量之比。
三、实验步骤1. 准备实验装置：搭建汤姆孙实验装置，包括光源、光阴极、电场装置、磁场装置和测量仪器等。
2. 光电效应测定：通过调节光源的强度和频率，测量不同条件下光电流的变化，并记录下光电流达到饱和时的光强和光电流值。
3. 电场测定：使用电场装置对光电子进行加速，并测量在不同电场强度下，光电子通过一定距离所用的时间。
4. 磁场测定：使用磁场装置对加速后的光电子进行偏转，并测量光电子在磁场中偏转的半径。
5. 数据处理：根据实验数据计算得到电子的荷质比，并进行误差分析。
四、实验注意事项1. 实验操作需小心谨慎，避免引起意外事故。
2. 实验中涉及到高压电源和磁场装置，需要注意安全操作。
3. 在实验过程中，需要精确测量各项数据，尽量减小误差。
4. 实验装置的搭建和调试需要一定的时间和经验，要保持耐心和细致。
5. 实验完成后，注意整理和清理实验装置，确保实验室环境的整洁和安全。
五、实验结果与讨论根据实验所得的数据和计算结果，我们可以得到电子的荷质比的近似值。
通常情况下，测定结果与理论值相比会存在一定的差异，这可能是由于实验误差、仪器误差或实验条件的影响所导致的。
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实验名称：用磁聚焦法测定电子荷质比实验报告实验目的：通过磁聚焦法测定电子荷质比，了解电子的基本性质和物理定律。
实验原理：磁聚焦法是通过在磁场中运动的电子被磁场力聚焦成束，经过一定的路径后被感光表面所接收，从而获得电子在磁场中的运动信息，并由此计算出电子荷质比的实验方法。
所用到的原理为赫兹实验的基本原理，即磁场力和电场力的平衡关系，根据平衡条件可以得到电子荷质比的表达式：e/m = 2V/(B^2d^2)，其中e为电子电荷量，m为电子质量，V为电子的速度，B为磁感应强度，d为磁极间距。
实验器材：电子枪、磁聚焦系统、感光表面、微分放大器等。
实验步骤：1. 将微分放大器调整到合适的工作状态，并将感光表面安装在适当的位置，调整其与电子轨迹平衡，使得电子束能正常照射到感光表面上。
2. 调整磁聚焦系统，保证电子束的轨迹尽量贴近感光表面，并保证电子束以足够的速度进入磁场。
3. 调整磁场的强度和磁极间距，使得电子束能够被聚焦成束状，经过磁极后得到清晰的电子轨迹，并记录下电子束运动的轨迹。
4. 记录电子束运动的轨迹，并记录下微分放大器的输出电压。
5. 根据记录的电子运动轨迹和微分放大器的输出电压，计算出电子荷质比，并对实验结果进行分析和总结。
实验结果分析：通过本次实验，我们成功地测定出了电子的荷质比，并得出了相应的实验结果。
在数据处理的过程中，我们注意到实验结果的精确度和准确度，需要进行合理的误差分析，并对实验结果进行改进和优化。
实验结论：通过本次实验，我们成功地测定出了电子的荷质比，并得出了相应的实验结果。
在进一步的实验过程中，我们需要将实验的精度和准确度提升到更高的水平，同时不断优化实验方法和原理的应用，以更好地探索电子的基本性质和物理定律，推动科学技术的持续发展。
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大学物理实验报告
实验名称磁聚焦法测电子荷质比
实验日期2010-04-24
实验人员袁淳(200902120406)
大学物理实验报告——磁聚焦法测电子荷质比
—第 1 页 共 2 页— 【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】
FB710电子荷质比测定仪。
【实验原理】
当螺线管通有直流电时，螺线管内产生磁场，其磁感应强度B 的方向，沿着螺线管的方向。
电子在磁场中运动，其运动方向如果同磁场方向平行，则电子不受任何影响；如果电子运动力向与磁场方向垂直，则电子要受到洛伦兹力的作用，所受洛伦兹力为：
将运动速度分解成与磁感应强度平行的速度//v 和与磁感应强度垂直的速度⊥v 。
//v 不受洛伦兹力的影响，继续沿轴线做匀速直线运动。
⊥v 在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其方程为：
则
由阴极发射的电子，在加速电压U 的作用下获得了动能，根据动能定理，
则
保持加速电压U 不变，通过改变偏转电流I ，产生不同大小磁场，保证电子束与磁场严格垂直，进而测量电子束的圆轨迹半径r ，就能测量电子的m e
值。
螺线管中磁感应强度的计算公式以R
NI B 023)54(μ⋅=表示，式中0μ=4π×10-7H/m 。
N 是螺线管的总匝
数=130匝； R 为螺线管的平均半径=158mm 。
得到最终式： ()()kg C r
I U NIr UR m e /1065399.3321252212202⋅⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=μ 测出与U 与I 相应的电子束半径r
，即可求得电子的荷质比。
【实验步骤】
2)(2rB U m e =eU mv =221evB F =r mv evB F 2==rB e ν=
m。