2022年实验报告磁聚焦法测定电子荷质比.docx

2021年实验报告磁聚焦法测定电子荷质比
2021年实验报告磁聚焦法测定电子荷质比
1 / 7
2021年实验报告磁聚焦法测定电子荷质比
实 验 报 告
姓 名: 张伟楠 班 级: F0703028 学 号: 试验成绩:
同组姓名: 试验日期: . 指导老师: 批阅日期:
磁聚焦法测定电子荷质比
【试验目】
学习测量电子荷质比方法;
了解带电粒子在电磁场中运动规律及磁聚焦原理。
【试验原理】
示波管
本试验所用8SJ31型示波管由阴极K、 栅极G、 加速电极、 第一阳极A1和第二阳极A2、 X向偏转板Dx、 Y向偏转板Dy组成。
电子射线磁聚焦原理（偏转电场为零）
2021年实验报告磁聚焦法测定电子荷质比
2021年实验报告磁聚焦法测定电子荷质比
2 / 7
2021年实验报告磁聚焦法测定电子荷质比
I．在示波管外套一个通用螺线管, 使在电子射线前进方向产生一个均匀磁场, 能够认为电子离开第一聚焦点F1后立刻进入电场为零均匀磁场中运动．
II．在均匀磁场B中以速度运动电子, 受到洛仑兹力F作用（1）
当v和B平行时, F等于零, 电子运动不受磁场影响, 仍以原来速度v作匀速直线运动．当v和B垂直时, 力F垂直于速度v和磁感应强度B, 电子在垂直于B平面内作匀速圆周运动．维持电子作圆周运动力就是洛仑兹力, 即
（2）
电子运动轨道半径为:            （3）
电子绕圆一周所需时间（周期）T为         （4）
 
从（3）、 （4）两式可见, 周期T和电子速度v无关, 即在均匀磁场中不一样速度电子绕圆一周所需时间是相同．但速度大电子所绕圆周半径也大．所以, 已经聚焦电子射线绕一周后又将会聚到一点．
2021年实验报告磁聚焦法测定电子荷质比
2021年实验报告磁聚焦法测定电子荷质比
3 / 7
2021年实验报告磁聚焦法测定电子荷质比

III．在通常情况下, 电子束呈圆锥形向荧光屏运动, 如电子速度v和磁感应强度B之间成一夹角, 此时可将v分解为与B平行轴向速度v// （v// = vcosq ）和与B垂直径向速度v┴ (v┴= vsinq )．v// 使电子沿轴方向作匀速运动, 而v┴ 在洛仑兹力作用下使电子绕轴作圆周运动, 合成电子轨迹为一螺旋线, 其螺距为
（5）
对于从第一聚焦点F1出发不一样电子, 即使径向速度v┴ 不一样, 所走圆半径R也不一样, 但只要轴向速度v// 相等, 并选择适宜轴向速度v// 和磁感应强度B（改变v大小, 可经过调整加速电压Ua; 改变B大小可调整螺线管中励磁电流I）, 使电子在经过旅程l中恰好包含有整数个螺距h, 这时电子射线又将会聚于一点, 这就是电子射线磁聚焦原理．
零电场法测定电子荷质比
因为q 很小, 能够近似认为电子在均匀磁场中运动时, 含有相同轴向速度v//=2eUam,
由前述原理, 经过改变励磁电流I, 能够改变螺距h=2πmeB2eUam, 而增大B, 使电子在磁场作用下旋转2周、 3周后聚焦在荧光屏上。而考虑有限长螺线管轴线中点磁感应强度后, 可得到em=kUaI2(c/kg