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电子束地偏转与聚焦现象.doc

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文档介绍:word
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某某大学物理实验报告
学生某某:___________ 学号:_______________ 专业班级:______________

实验时间:___
式中,l为磁场宽度,D为电子在荧光屏上亮点的偏转量〔忽略荧光屏的微小弯曲〕,L为从横向磁场中心到荧光屏的距离。
由此可得偏转量D与外加磁场B、加速电压U2等的关系为
〔6〕
实验中的外加横向磁场由一对载流线圈产生,其大小为
〔7〕
式中,为真空中的磁导率,n为单位长度线圈的匝数,I为线圈中的励磁电流,K为线圈产生磁场公式的修正系数〔〕
由此可得偏转量D与励磁电流I、加速电压U2等的关系为
〔8〕
图3
B
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。










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5、磁聚焦和电子荷质比的测量原理
带点粒子的电量与质量的比值叫荷质比,是带电微观粒子的根本参量之一。测定荷质比的方法很多,本实验采用磁聚焦法。
当示波管放置在一个通电螺旋管内时,沿示波管轴线方将有以均匀分布的磁场,其磁感应强度为B。经阳极小孔射出的细电子束流将沿轴线作匀速直线运动。电子运动方向与磁场平行,故磁场对电子运动不产生影响。电子流的轴线速率为
〔9〕
式中,e,m分别为电子电荷量和质量。假如在一对偏转极板Y上加一个幅值不大的交变电压,如此电子流通过Y后就获得一个与管轴垂直分量。如暂不考虑电子轴向速度分量v//的影响,如此电子在磁场的洛伦兹力F的作用下〔该力与垂直〕,在垂直于轴线的平面上作圆周运动,即该力起着向心力的作用,F=eB=m/R,由此可得到电子运动的轨道半径,越大轨道半径亦越大,电子运动一周所需要的时间〔即周期〕为
〔10〕
这说明电子的旋转周期与轨道半径与速率无关。假如再考虑v//的存在,电子的运动轨迹应为一螺旋线。在一个周期内,电子前进距离〔称螺距〕为
〔11〕
由于不同时刻电子速度的垂直分量度不同,故在磁场的作用下,各电子将沿不同半径的螺线前进。然而,由于他们速度的平行分量v//均一样,所以电子在做螺线运动时,它们从同一点出发,尽管各个电子的各不一样,但经过一个周期后,它们又会在距离出发点相距一个螺距的地方重新相遇,这就是磁聚焦的根本原理。由式〔11〕可得
〔12〕
长直螺线管的磁感性强度B,可以由下式计算:
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〔13〕
将式〔13〕代入式〔12〕,可得电子荷质比为:
〔14〕
〔15〕
式中
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三、实验仪器
EB—Ⅲ电子束实验仪、直流稳压电源、数字万能表、

四、实验步骤
1、开启电子束实验仪电源开关
将“电子束—荷质比〞选择开关打向“电子束〞位置,面板上一切可调旋钮都旋至中部,此时在荧光屏上能看到一亮斑。适当调节辉度,并调节聚焦,使屏上光点聚成一圆点。〔主:光点不能太亮,以免烧坏荧光屏〕
2、光点调零
X轴调节 调节“X轴调节〞和“X轴调零〞旋钮,使光点位于X轴的中心圆点,且左、右偏转的最大距离都接近于满格。
Y轴调节 用数字万能表电压档接近于“Y偏电压表〞+、-两端,缓慢调节“Y轴调节〞旋钮使数字万能表读数为0,然后调节“Y轴调零〞旋钮使光点位于Y轴的中心原点。
3、测量D随Ud的变化
调节阳极电压旋钮,取定阳极电压U2=700V,用数字万能表分别测出D=±5,±10,±15,±20mm时的Ud〔垂直电压〕值列表记录。再取U2=900V,再测D为上述值时的Ud值记录表中。
4、测量偏转量D随磁偏转电流I的变化
使亮光点回到Y轴的中心原点,取U2=700V,用数字万用表的mA档测量磁偏转电流。列表记录D=5,10,15,20mm时的磁偏转电流值,然后改变磁偏转电流方向,再测D=-5,-10,-15,-20mm时的磁偏转电流值。再取U2=900V,重复前面的测量。
5、

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上传人:cxmckate6 2022/1/15 文件大小:167 KB

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