电子射线的电偏转与磁偏转.doc

实验十七电子射线的电偏转与磁偏转【实验目的】掌握电子束在外加电场和磁场作用下偏转的原理和方式;了解阴极射线管的构造与作用。【实验仪器】TH-EB电子束实验仪。图1 电子束电偏转原理0~30V可调直流电源。数字式万用表。【实验原理】。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(1)/AeVVkD=式中V为偏转电压,VA为加速电压,ke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。。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;km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。,调节UGK可调节荧光屏上光点的辉度。UGK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。【实验步骤】(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。(1)令“阳极电压”指示为800V,在光点聚焦的状态下,将H1、H2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H1和H2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H1、H2对应的钮子开关置于下方,将V1、V2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V1、V2两端依次加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。(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