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电子束聚焦与电子荷质比测量实验报告
电子束聚焦与电子荷质比的测量试验报告本文关键词：电子束，测量，聚焦，试验，报告
电子束聚焦与电子荷质比的测量试验报告本文简介：选做试验电子射线在两个相互垂直的方向上都能偏转，这种偏转可以用静电场或者磁场来实现。一般示波管采纳静电场使电子射线偏转，称静电偏转。静电偏转所须要的电场，由两对相互垂直的偏转板供应。其中一对能使电子射线在X方向偏转，称X向偏转板Dx。另一对能使电子射线在Y方向偏转，称Y向偏转板Dy。
二、电聚焦原理
从示波管阴极放射的电子在第一阳极A1的加速电场作用下，先会聚于限制栅孔旁边一点，然后又散射开来，如图2所示。

图2
为了在示波管荧光屏上得到一个又亮又小的光点，必需把散射开来的电子束会聚起来。与光学透镜对光束的聚焦作用相像，由第一阳极A1和其次阳极A2组成电聚焦系统，A1、A2是两个相邻的同轴圆筒，在A1、A2上分别加上不同的电压V1、V2，在其间形成一非匀称电场，电场分布状况如图3所
示，电场对Z轴是对称分布的。
z
图3
图4
电子束中某个散离轴线的电子沿轨迹S进入聚焦电场，图4画出了这个电子的运动轨迹。
在电场的前半区，这个电子受到与电力线相切方向的作用力F。F可分解为垂直指向轴线的分力Fr与平行于轴线的分力FZ。Fr的作用使电子向轴线靠拢，FZ的作用使电子沿Z轴得到加速度。电子到达电场后半区时，受到的作用力F’
可分解为相应的F’r和F’Z两个重量。F’z分力仍使电子沿Z轴方向加速，而F’r分力却使电子离开轴线。但因为在整个电场区域里电子都受到同方向的沿Z轴的作用力〔FZ和F’Z〕，由于在后半区的轴向速度比在前半区的大得多。因此，在后半区电子受F’r的作用时间短得多。这样，电子在前半区受到的拉向轴线的作用大于在后半区受到离开轴线的作用，因此总效果是使电子向轴线靠拢，最终会聚到轴上某一点。调整阳极A1和A2的电压可以变更电极间的电场分布，使电子束的会聚点正好与荧光屏重合，这样就实现了电聚焦。

三、磁聚焦原理〔偏转电场为零〕
图5
1、假设将示波管的加速电极、第一阳极A1、其次阳极A2、偏转电极Dx和Dy全部连在一起，并相对于阴极K加同一加速电压Ua，这样电子一进入加速电极就在零电场中作匀速运动，如图5所示。这时来自电子射线第一聚焦
点F1〔在栅极G的小圆孔前方〕的发散电子射线将不再会聚，而在荧光屏上形成一个光斑。为了能使电子射线聚焦，可在示波管外套一个通用螺线管，使在电子射线前进的方向产生一个匀称磁场，磁感应强度为B。在示波管中，栅极和加速电极靠得很近。因此，可以认为电子离开第一聚焦点F1后马上进入电场为零的匀称磁场中运动。
2、在匀称磁场B中以速度v运动的电子，受到洛仑兹力F的作用
当v和B平行时，F等于零，电子的运动不受磁场的影响，仍以原来的速度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的平面内作匀速圆周运动，如图6所示〔图中的F和v只表示作大圈运动电子的洛仑兹力和速度的方向〕。维持电子作圆周运动的力就是洛仑兹力，即
图6

图7
电子运动轨道的半径为：
(1)
电子绕圆一周所需的时间〔周期〕T为
(2)
从〔2〕式可见，周期T和电子速度无关，即在匀称磁场中不同速度的电子绕圆