2021年电子束的偏转实验报告

电子束的偏转实验报告

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篇一：电子束的偏转实验报告

实验题目：电子束线的偏转

实验目的

1. 研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律；

2. 了解电子束管的结构和原理。

仪器和用具

实验原理

1．电子束在电场中的偏转

假定由阴极发射出的电子其平均初速近似为零, 在阳极电压作用下, 沿z 方向作加速运动, 则其最后速度vz可根据功能原理求出来, 即eUA?移项后得到vz?

2

12mvz 2

2eUA

（C.11.1）m

e

式中UA为加速阳极相对于阴极的电势, 为电子的电荷与质量之比（简称

比荷, 又称荷

m

质比）．如果在垂直于z轴的y方向上设置一个匀强电场, 那么以vz速度飞行的电子将在y方向上发生偏转, 如图C.11.l所示．若偏转电场由一个平行板电容器构成, 板间距离为d, 极间电势差为U, 则电子在电容器中所受到的偏转力为Fy?eE?

eU

（C.11.2）d

??根据牛顿定律Fy?m?y??因此?y

eU

d

eU

（C.11.3）md

即电子在电容器的y方向上作匀加速运动, 而在z方向上作匀速运动, 电子横越电容器

的时间为t?

l

（C.11.4）vz

当电子飞出电容器后, 由于受到的合外力近似为零, 于是电子几乎作匀速直线运动, 一直打到荧光屏上, 如图C.11.l里的F点．整理以上各式可得到电子

偏离z轴的距离

N?KE

U

（C.11.5）UA

Ll?l?

1??? 2d?2L?

式中KE?

是一个与偏转系统的几何尺寸有关的常量．所以电场偏转的特点是：电子束线偏离z轴（即荧光屏中心）的距离与偏转板两端的电压成正比, 与加速极的加速电压成反比．

2．电子束在磁场中的偏转

如果在垂直于z轴的x方向上设置一个由亥姆霍兹线圈所产生的恒定均匀磁场, 那么以速度vz飞越的电子在y方向上也将发生偏转, 如图C.11.2所示．假定使电子偏转的磁

场在l范围内均匀分布, 则电子受到的洛伦兹力大小不变, 方向与速度垂直, 因而电子作匀速圆周运动, 洛伦兹力就是向心力, 所以电子旋转的半径R?

mvz

（C.11.6）eB

当电子飞到A点时将沿着切线方向飞出, 直射荧光屏, 由于磁场由亥姆霍兹线圈产生, 因此磁场强度B?kI （C.11.7）

式中k是与线圈半径等有关的常量, I为通过线圈的电流值．将（C.11.1）、（C.11.7）式代人（C.11.6）式, 再根据图C.11.2的几何关系加以整理和化简, 可得到电于偏离z轴的距离N?KM

I

（C.11.8）A

Llk?l?e

1? ??2?2L?m

式中KM?

也是一个与偏转系统几何尺寸有关的常量．所以磁场偏转的特点是：电子束的偏转距离与加速电压的平方根成反比, 与偏转电流成正比．

1 2 3 22

电子管内部线路图

实验内容

1、研究和验证示波管中电场偏转的规律。

检验：①加速电压不变时, 偏转距离与偏转电压是否成正比,

②偏转电压不变时, 偏转距离与加速电压是否成反比,

测量：加速电压VK单位(V) 偏转距离N单位(格) 偏转电压Vy单位(V) 画出Vy-N曲线, 验证偏转距离N与偏转电压Vy是否成正比, 并算出电偏转灵敏度S= N /Vy。

′′根据Vy-N图线, 证明N′1VK1= N2VK2= N3VK3=常量, 就验证偏转距离N与加速电压VK

成反比关系。

2.研究和验证显象管中磁场偏转的规律。

检验：①加速电压不变时, 偏转距离与偏转电流是否成正比,

②偏转电流不变时, 偏转距离与加速电压的平方根是否成反比。测量：加速电压VK单位(V) 偏转距离D单位(格) 偏转电压VD单位(V), 偏转电流ID

单位(A)

在坐标纸上画出ID-D关系曲线, 验证偏转距离D与偏转电流ID是否成正比, 并算出磁偏转灵敏度S= D /ID。根据ID-D曲线, 证明D1?K1?D2?K2?D3?K3=常量, 就验证偏转距离D与加速电压的平方根K成反比关系。

根据ID-D曲线, 证明D1?K1?D2?K2?D3?K3=常量, 就验证偏转距离D与加速电压的平方根K成反比关系。

篇二：电子束偏转实验报告

篇一：电子束的偏转实验报告

实验题目：电子束线的偏转

实验目的

1. 研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律；

2. 了解电子束管的结构和

原理。仪器和用具

实验原理

1．电子束在电场中的偏转

假定由阴极发射出的电子其平均初速近似为零, 在阳极电压作用下, 沿z 方向作加速运动, 则其最后速度vz可根据功能原理求出来, 即eua?移项后得到vz?

2

12mvz 2

2eua

（c.11.1）m

e

式中ua为加速阳极相对于阴极的电势, 为电子的电荷与质量之比（简称比荷, 又称荷m

质比）．如果在垂直于z轴的y方向上设置一个匀强电场, 那么以vz速度飞行的电子将在y方向上发生偏转, 如图c.11.l所示．若偏转电场由一个平行板电容器构成, 板间距离为d, 极间电势差为u, 则电子在电容器中所受到的偏转力为fy?ee?

eu

（c.11.2）d

??根据牛顿定律fy?m?y??因此?y