《电子束的偏转》.ppt

电子束的偏转
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实验目的：
1：了解示波管的基本结构和电偏转 的原理，测绘示波管电偏转量随电场变化的曲线。
2：了解示波管中电子束的磁偏转原理，测绘示波管磁偏转量随电流变化的曲线。
电子束的偏转
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实验目的：
1：了解示波管的基本结构和电偏转 的原理，测绘示波管电偏转量随电场变化的曲线。
2：了解示波管中电子束的磁偏转原理，测绘示波管磁偏转量随电流变化的曲线。
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带电子粒子在电场、磁场中的运动规律在电子技术领域具有广泛的应用。本实验将研究电子在电场和磁场的偏转和聚焦运动。
一、示波管的基本结构：
本实验采用EBF-Ⅳ型电子束实验仪,实验仪上带有8SJ45J型电子示波管,也就是示波器中的示波管。
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HH—钨丝的热电极 K—阴极 —控制栅极
—第一加速阳级 —加速栅级 —第二加速阳级
—水平偏转板 —垂直偏转板
示波管原理图
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电子束实验仪
实验仪平视图
示波管
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示波管
显示参量切换
激励电流
电流显示
Ux
电压显示
Uy
U2
U1
Us
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当电流通过钨丝阴极K被加热后，筒端的钡与锶氧化物涂层内的自由电子获得较高的动能，从表面逸出。因为第一加速阳极A具有（相对阴极K）很高的电压（如1000伏），在K-G-A1之间形成强电场，故从阴极逸出的电子在电场中的加速运动，穿过G的小孔（直径约1mm）,以高速穿过G2、A1及A2筒内的限制孔，形成一束电子射线，电子最后打到荧光屏上，这上面涂有一满层的特殊荧光物质，在电子的轰击下发出可见光。
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二、电偏转系统
1、偏转电场的形成与简化
在两排平行板间加电压就可以形成电场。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：
1：偏转磁场的形成及其简化
在螺线管上通上恒定的电流，管内磁场为匀强磁场，在其边缘部分发生畸变。可以把管内作为匀强磁场，管外磁感应强度作为零，达到简化的目的。
2：磁偏转原理：
电子以速度v沿z轴方向垂直B 运动，这时电子作匀速圆周运动，到达磁场外不受洛仑兹力，则以刚出磁场瞬间的速度作匀速直线运动。
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六：实验内容：
见课本
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实验指导
一：实验操作技巧：
本实验采用套装仪器，故只要将有关原理弄清楚,再熟悉仪器的有关操作,知道实验操作的内容。这样有的放矢地进行操作，很容易完成本实验这么多的任务。
二：实验操作时注意事项：
1：由于本实验的电压有的达到1000伏，故特别要注意安全。
2：示波管的亮度不要长时间打得太亮，否则，荧光屏易老化，影响显示效果。
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数据记录
1. 水平偏转测量：保持加速电压 和聚焦电压 不变，测量 随 的变化量，。画出 随 变化的曲线。
2. 竖直偏转测量：保持加速电压 和聚焦电压 不变，测量 随 的变化量，。画出 随 变化的曲线。
3 . 磁偏转：不同的加速电压下，测量偏转量D随激励电流I的变化，绘出相应的曲线。
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常见问题与解答
1. 实验过程中有时会出现找不到光点（光斑）的情况，可能的原因和解决的办法如下：
（1）亮度不够。解决的办法是适当增加亮度。
（2）已经加有较大的电偏电压（x方向或和y方向）