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电子束偏转与聚焦实验报告
实验14-电子束的偏转与聚焦及电_...
实验14 电子束偏转、聚焦及电子荷质比的测定
带电粒子在电场和磁场作用下的运动是电学组成的基础。带电粒子通常包括质子、离子、和自由电子等，其中电子具有极大的荷质比关系。
(1)连接线路:按图3-14-3连线。
图3-14-3 电偏转电路连线示意图
(2)开启电源，调节“衰减”至“1000”档，Y增益调至最小;“扫描范围”至“外X”，X增益调至最小。亮度调节:调节栅极电压VG(既辉度旋钮)，将辉度控制在适当位置;调节聚焦电压旋钮，使荧光屏上光点聚成一细点，光点不可太亮，以免烧坏荧光屏。
(3)光点调节:若光点不在荧光屏坐标原点，可调节VX和VY电压(即调节X位移和Y位移旋钮)，使光点处于坐标原点。
(4)测量加速电压Va:电压表量程至2000V档，将电压表负极与“GND”连接，正极分别与栅极G和第二阳极A2连接，测出相应的VG和VA2，则Va?VA2?VG。
(5)保持加速电压Va不变，再将电压表连接到Y偏转，记录下不同偏转电压Vdy的数值及对应的电偏移量Dy。Dy值可在屏前坐标系中读出。
(6)绘制Dy?Vdy曲线图。 (7)同理测量Dx?Vdx。
改变加速电压Va值，重复上述步骤，测绘D-Vd曲线2次，验证上述结论。 数据表格一:Y偏转灵敏度Sy?DyVdy
数据表格二:X偏转灵敏度Sx?2(观察电子束的电聚焦现象
Dx
Vdx
电聚焦实验目的是观察加速电压
Va对聚焦电压VA1(第一阳极A1对阴极
K之间的电压)和栅极电压VG(栅极G
对阴极K之间的电压)影响，进一步加深对电聚焦原理的认识，通过改变第一阳极电压VA1来调整电子透镜焦距从而达到聚焦的目的。按图3-14-4连线。 (1)调聚焦电压:调整聚焦电压旋钮，同时调整栅压旋钮，使光点会聚最佳，通过电压表分别测得聚焦电压VA1
U- 图3-14-4 电聚焦电路连线示意图
和栅压VG值，并记录;改变栅压VG，重新调整聚焦电压VA1，并记录多组对应数据。
(2)测截止栅压VG值:设定好加速电压Va，及聚焦电压VA1，调节栅压旋钮，使光点在荧光屏上刚好消失，记录此时截止栅压数值。重新调节Va和VA1，记录对应的截止栅压数值，至少五组数据。 (3)分析记录数据，提出加速电压Va、聚焦电压VA1、栅压VG之间的定量关系，并分析产生原因。 【注意事项】
，应重新调节亮度勿使亮点过亮。一则容易损坏荧光屏，同时亮点过亮，聚焦好坏不易判断。调节亮度后加速电压也可能有变化，再调到规定的电压值即可。
。 【预习思考题】
1(示波管主要由哪几部分组成,它是如何用电场控制电子射线的强弱、电子束的聚焦及偏转, 2(在电偏转实验中，怎样根据
荧光屏上光点的偏转方向判断电场方向, 【分析讨论题】
1( 若保持加速电压V2不变，改变聚焦电极(第一阳极)电压V1会不会影响电子射出电极的速度,为
什么,
2( 电偏转实验中，Sy与Sx相比，哪个大,为什么,
实习二 电子束的磁偏转与磁聚焦
【实验目的】
1(了解示波管的基本构造和工作原理。
2(掌握示波管中电子束磁偏转和磁聚焦的基本原理。 3(掌握利用作图法求磁偏转灵敏度的数据处理方法。 4(掌握测量电子荷质比的原理及测量方法。 【实验原理】
1(电子束的磁偏转
电子束通过磁场时，在洛仑兹力作用下发生偏转。如图3-14-5所示。设实线方框内有均匀的磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面指向读者，在方框外B?0。电子以速度vz垂直射入磁场，受洛仑兹力的作用，在磁场区域内作匀速圆周运动，轨道半径为R。电子沿OC弧穿出磁场区域后变作匀速直线运动，最后打在荧光屏的P点上，光点的位移为D。
由牛顿第二定律有:
vz2
F?evzB?m(3-14-11)
Rmvz
(3-14-12) eB
电子离开磁场区域与OZ轴偏斜了?角度，由图中的
则: R?几何关系得 sin??
l
R
电子束离开磁场区域时，距离OZ的大小D1是
D1?R?Rcos??R(1?cos?) 电子束在荧光屏上离开OZ轴的距离为
D?L?tan??D1因偏转角?足够小，近似有:
B
l?2
sin??tan??和cos??1?
R2
则总偏转距离 D?L?? ?式中L?L?
'
l1lll
?R??()2?(L??) R2RR2
图3-14-5 电子束磁偏转原理图
leB
?L m?z
l12
，即磁场区域中心至屏的距离。再由式mvz?