电子束的偏转实验报告
篇一:电子束偏转实验报告
篇一:
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
() 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
() d
??根据牛顿定律 fy?m?y??因此 ?y
eu
d
eu
() 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
() 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
() 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
() 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 ()
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()、()式代人()式,再根据图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
() 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。
。
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:电子束电偏转实验报告册
实验项目名称:电子射线束的电偏转和磁偏转
学号:______________ 姓名:______________ 班级:______________实验序号:____ 时间:第_____周星期_____第_____节课 联系方式:___________________________
实验目的
(1)研究带电粒子在电场及磁场中偏转的规律。 (2)了解电子阴极射线管的结构和原理。
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