1、 篇一：电子束的偏转实验报告 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 （ c.11.1） 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
2、转，如图 c.11.l 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 （ c.11.2） d ?根据牛顿定律 fy?m?y?因此 ?y eu d eu （ c.11.3） 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 （ c.11.4） 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 c.11.l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 （ c.11.5） ua ll?l?
3、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 c.11.2 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 （ c.11.6） eb 当电子飞到 a点时将沿着切线方向飞出，直射荧
4、光屏，由于磁场由亥姆霍兹线圈产生，因此磁场强度 b?ki （ c.11.7） 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（ c.11.1）、（ c.11.7）式代人（ c.11.6）式，再根据图 c.11.2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 （ c.11.8） 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： 加速电压不变时
5、，偏转距离与偏转电压是否成正比， 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。 2.研究和验证显象管中磁场偏转的规律。 检验： 加速电压不变时，偏转距离与偏转电流是否成正比， 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
6、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
7、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。 （ 3）学会用外加磁场的方法使示波管中的电子射线束产生偏转。 【实验仪器】 ds-电子束实验仪。 【实验原理及预习问题】 （ 1）电偏转有什么特点？它主要用在哪些器件中？ （ 2）在电偏转实验中如何进行仪器的校准调 零？ （ 3）在磁偏转实验中如何进行仪器的校准调零？ （ 4）简述电、磁偏转的优缺点。 （ 5）如果电子不是带负电而是带正电，电子束在磁场中如何偏转？ 【实验内容和数据处理】 电偏转： 1.仪器的校准调零 2.测试 x方向电偏转系统的线性及偏转灵敏度 1）选取 1个
8、u2值，调节偏转电压 udx旋钮，将光点偏转距离 d的值和对应偏转电压 udx的值一一对应地记录。 2）改变加速电压 u2 的大小（同时调整聚焦电压，使光斑的大小和亮度适中），重复步骤 1）。 y方向电偏转系统的线性及偏转灵敏度 数据处理 1）分析在不同加速电压下，光斑的偏转距离 d与偏转电压 udx（ udy）的关系，画出 d?udx（ d?udy）关系曲线。 2）对不同加速电压，算出 x（ y）方向的电偏转灵敏度。并分析 sed与 u2之间的关系。 磁偏转： 1.仪器的校准调零 2.研究带电粒子在磁场中的偏转规律 1）选取 1个 u2值，沿顺时针方向缓慢旋转电流调节旋钮，将光点偏转距离 d
9、 的值和对应偏转电流的值一一对应地记录。 2）改变加速电压 u2 的大小（同时调整聚焦电压，使光斑的大小和亮度适中），重复步骤 1）。 指导教师签字： _ 数据处理 1） 分析在不同的加速电压下，光斑的偏转距离 d与偏转线圈电流 i的关系，画出 d?i关系曲线。 2） 在不同加速电压下，算出磁偏转灵敏度 smd，并找出 smd与 u2 的关系，画出 smd?u2关系曲线。 【实验小结和体会】 本次实验感觉最深的是什么？ 教师评语 评分 批改教师签名： 日期： 篇三：电子束的电偏转和磁偏转 电子束的电偏转和磁偏转 ? 实验目的： 1.掌握电子束在外加电场和磁场作用下的偏转的原理和方式。 2.观察
10、电子束的电偏转和磁偏转现 象，测定电偏转灵敏度、磁偏转灵敏度、截止栅偏压。 ? 实验原理： 1 电偏转的观测 电子束电偏转原理图如图（ 1）所示。当加速后的电子以速度 v沿 x方向进入电场时，将受到电场力作用，作加速运动，电子穿出磁场后，则做匀速直线运动，最后打在荧光屏上。其电偏转的距离 d与偏转电压 v，加速电压 va及示波管结构有关。 图（ 1）电子束电偏转原理 为了反应电偏转的灵敏程度，定义 ?e? d (1) v ?e称为电偏转灵敏度，用 mm/v为单位。 ?e 越大，电偏转的灵敏度越高。实验中 d从 荧光屏上读出，记下 v，就 可验证 d与 v的线性关系。 2.磁偏转原理 电子束磁偏
11、转原理如图（ 2）所示。当加速后的电子以速度 v沿 x方向垂直射入磁场时，将会受到洛伦磁力作用，在均匀磁场 b内作匀速圆周运动，电子穿出磁场后，则做匀速直线运动，最后打在荧光屏上。 为了反映磁偏转的灵敏程度，定义 ?m?sli (2) ?m称为磁偏转灵敏，用 mm/a为单位。 ?m越大，表示磁偏转系统灵敏度越高。实验 中 s从荧屏上读出，测出 i，就可验证 s与 i的线性关系。 3.截止栅偏压原理 示波管的电子束流通常通过调节负栅压 ugk来控制的，调节 ugk即 调节“辉度调节”电位器，可调节荧光屏上光点的辉度。 ugk是一个负电压，通常在 -3545之间。负栅压越大，电子束电流越小，光点的
12、辉度越暗。 使电子束流截止的负栅压 ugk0称为截止栅偏压。 ? 实验仪器： th-eb 型电子束实验仪，示波管组件， 030v可调直流电源，多用表 ? 实验步骤： 1. 准备工作。 2. 电偏转灵敏度的测定。 3. 磁偏转灵敏度的测定。 4. 测定截止栅偏压。 ? 数据记录及实验数据处理： 1电偏转（ va?800伏） 水平电偏转灵敏度 d-v曲线： 垂直电偏转灵敏 度 d-v 曲线： 电偏转（ va?1000伏）垂直电偏转： 2. 2.磁偏转（ va?800伏）磁场励磁线圈电阻 r=210欧姆磁偏转（ va?1000 伏）注：偏移量 d 或 s 等于加电压时的光点坐标与 0 伏电压的光点坐标的差值。 3.截止栅偏压： 99.73v。 ? 结论： 不同阳极电压下的水平电偏转灵敏度和垂直电偏转灵敏度的 d-v成线性关系。
