电子束线电偏转与磁偏转.doc

电子束线的电偏转与磁偏转
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、了解阴极射线示波管的构造与工作方式。
3、测量电偏转与磁偏转灵敏度。
实验仪器
1、TH-EB电子束实验仪。
2、0?30V可调直流稳压电源;
3、数字式万用表。
实验原理
1、TH-EB型电子束实验仪原理简介
TH-EB型电子束实验仪主要由两大部分组成，一个是由螺线管及在螺线管内放置的示波管组成，螺线管通电流后给示波管加纵向磁场，另外在示波管两边加上一对洛仑兹线圈产生一横向磁场，用于使电子束产生横向偏转;另一部分就是用于给示波管各极加适当电压。
示波管各电极结构与分布如图1所示。各部件的作用如下:
灯丝F:加热阴极，。
阴极K:筒外涂有稀土金属，被加热后能向外发射自由电子也可称发射极。
图1 示波管各电极结构与分布
栅极G:施加适当电压(通常加负压)可控制电子束电流强度，可称控制栅，栅负压通常为-35V? -45V之间。
第二阳极A:圆筒结构，施加的电压形成一纵向高压电场，使加速电子向荧光屏运2
动，可称加速极，加速电压通常为1000V以上。
第一阳极A:为一圆盘结构，介于第二阳极的圆筒和圆盘之间，其作用相当于电子1
透镜，施加适当电压能使电子束恰好在荧光屏上聚焦，因此也称聚焦极，通常加数百伏.
正向电压。
垂直偏转极板:V和V为处于示波管中一上下的两块金属板，在极板上施加适当电压12
后构成垂直方向的横向电场。
水平偏转极板:H和H为处于示波管中一前后的两块金属板，在极板上施加适当的电12
压后构成水平方向的横向电场。
2、电偏转原理
电子束电偏转原理如图2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，受到偏转板电场E
图2 电子束电偏转原理
(y轴方向)的作用，使电子的运动轨道发生偏转。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)
式中V为偏转电压，V为加速电压，K是一个与示波管结构有关的常数，称为电偏常数。Ae
为了反映电偏转的灵敏程度，定义
δ= D/V „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (2) 电
δ称为电偏转灵敏度，用mm/V为单位。δ越大，电偏转灵敏度越高。 电电
3、磁偏转原理
电子束磁偏转原理如图3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，在其他范围内都为零。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: .
„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (3)
式中I是偏转线圈励磁电流，单位A;K是一个与示波管结构有关的常数称为磁偏常m
数。为了反映磁偏转的灵敏程度，定义
1/2δ= D/I=K/v „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (4) 磁mA
δ称为磁偏转灵敏度，用mm/A为单位。δ越大，表示磁偏转系统灵敏度