电子束偏转实验报告.doc
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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
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