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实验十二电子束偏转与聚焦
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实验目的：
。
。
。当平行板间的距离d比长度L小得多时，可以认为它形成的空间电场是均匀的，且在平行板的界外电场为零。
2、电偏转的原理
电子在均匀电场内以 从平行于板的方向进入电场，在电场力的作用下,在y方向（垂直 方向）产生偏离位移。
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——偏转电压（平行板间电位差） ——板间距离 ——板长
电子离开电场后不受电场力作用,将作匀速直线运动，等效直接从A点（板中点位置）直接射出（如图b所示），故
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令 有
如果加速电压为U2
则
故
示波管的Y方向电偏转灵敏度 ：
在X方向同理得
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四：磁偏转系统：
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加速场对电子所做的功等于点自动能的增量为
电子受洛伦兹力为
根据洛伦兹力的性质，是一个向心力，则
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电子偏转的轨道半径为
在偏转角较小的情况下，近似的有
由此可得偏转量D与外加磁场B、加速电压U2等的关系为
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实验中的外加横向磁场由一对载流线圈产生，其大小为
由此有
当励磁电流I（即外加磁场B）确定时，电子束在横向磁场中的偏转量D与加速电压U2的平方根成反比。
磁偏转灵敏度：
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五：磁聚焦原理：
在示波管外套一个同轴的螺线管，当给螺线管通以稳恒直流电时，其内部形成一个轴向磁场。若螺线管足够长，则可认为内部为匀强磁场。
电子进入匀强磁场后，将会以轴向速度作匀速直线运动。同时以径向速度 作匀速圆周运动。其合运动是一个螺旋线运动。
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由于匀速圆周运动周期 与
无关。故只要电子的轴向速度相同，经过
整数周期后会聚焦于荧光屏上的一点，这就是磁聚焦。
电子作螺旋运动的螺距：
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六. 电子荷质比测量
从前面的谈论可知,电子的轴向速度 由加速电压决定(电子离开阴极时的初速度相对来说很小,可以忽略),固有
即有
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可见电子在匀强磁场中运动时，具有相同的轴向速度，但由于电子发射方向各异，导致径向速度不同。因此他们在磁场中将作半径不同但螺距相同的螺线运动，经过时间T后,在相同的地方聚焦。
图4－18－5
h
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调节磁场B的大小，使螺距正好等于电子束交叉点到荧光屏的距离L0,这时荧光屏上的光斑就汇聚成一个小点。由于：
故电子的荷质比为：
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实验用螺线管可近似为薄螺线管，按薄螺线管计算公式有：
式中：
n为螺线管单位长度线圈匝数
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设螺线管的长度为L，螺线管平均直径为D，并认为电子束聚焦磁场均匀，则有
设螺线管的线圈总匝数为N，则实验计算电子荷质比公式为：
各实验参数由实验室给出
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D—螺线管线圈平均直径，D=；
L—螺线管线圈长度，L=;
N—螺线管线圈匝数，N＝1340；
L0—电子束从栅极G交叉至荧光屏的距离，即电子束在均匀磁场中聚焦的焦距；
L0—
I—为光斑进行三次聚焦时对应的励磁电流的加权平均值；
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六：实验内容：
（一）电子束的电聚焦和辉度控制
1、将示波管插入仪器左边的后靠背，将坐标板放入示波管与光屏前面，接通电源。
2、将VdX、Vdy转换开关打到VdX档，调节Vdx旋钮，进行偏转电压调零。
3、将VdX、Vdy转换开关打到VdY档，调节VdY旋钮，进行偏转电压调零。
4、示波管将显示出一个亮点，如果没有显示将栅极电压亮度稍微调高一点，然后调节调零电位器X、Y，使示波管荧屏显示出一个亮点调为中心。
5、第一聚焦调节条件：V1<V2,检验第一聚焦条件，改变V1和VK，使荧光屏上亮点达到最佳聚焦状态，测量V1和V2。
6、加速电压对亮度的影响，将栅极电压调到适当