實(shí)驗(yàn)報(bào)告-磁聚焦法測(cè)定電子荷質(zhì)比.docx

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1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告-磁聚焦法測(cè)定電子荷質(zhì)比篇一：電子荷質(zhì)比的測(cè)定(實(shí)驗(yàn)報(bào)告)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)磁聚焦法測(cè)電子荷質(zhì)比實(shí)驗(yàn)日期2021-04-24實(shí)驗(yàn)人員袁淳(202102120406)F?evB將運(yùn)動(dòng)速度分解成與磁感應(yīng)強(qiáng)度平行的速度v//和與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的速度v?。v//不受洛倫茲力的影響，繼續(xù)沿軸線做勻速直線運(yùn)動(dòng)。?在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其方程為：2mvF?evB?r則由陰極發(fā)射的電子，在加速電壓U的作用下獲得了動(dòng)能，根據(jù)動(dòng)能定理，2e2U?則2m(rB)保持加速電壓U不變，通過(guò)改變偏轉(zhuǎn)電流I，產(chǎn)生不同大小磁場(chǎng)，保證電子束與磁場(chǎng)嚴(yán)格垂直，進(jìn)而測(cè)量

2、電子ve??mrB1mv?eU2束的圓軌跡半徑，就能測(cè)量電子的rm值。324?0NIB?()?螺線管中磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算公式以5R數(shù)=130匝；R為螺線管的平均半徑=158mm。得到最終式：表示，式中?0=4?×10-7H/m。N是螺線管的總匝e?125?UR2U12???3.65399?10?22?C/kg??2m?32??0NIrIr測(cè)出與U與I相應(yīng)的電子束半徑，即可求得電子的荷質(zhì)比。r預(yù)習(xí)報(bào)告--磁聚焦測(cè)定荷質(zhì)比實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告姓名：張偉楠同組姓名：班級(jí)：F0703028實(shí)驗(yàn)日期：2021.04.14學(xué)號(hào)：5070309108實(shí)驗(yàn)成績(jī)：指導(dǎo)老師：批閱日期：

3、磁聚焦法測(cè)定電子荷質(zhì)比電子束的偏轉(zhuǎn)與聚焦實(shí)驗(yàn)報(bào)告南昌大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱(chēng)：普通物理實(shí)驗(yàn)（2）實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：電子束的偏轉(zhuǎn)與聚焦學(xué)院：專(zhuān)業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：座位號(hào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解示波管的構(gòu)造和工作原理。2、定量分析電子束在勻強(qiáng)電場(chǎng)作用下的偏轉(zhuǎn)情況和在均勻磁場(chǎng)作用3、學(xué)會(huì)規(guī)范使用數(shù)字多用表。4、學(xué)會(huì)磁聚焦法測(cè)量電子比荷的方法。下的偏轉(zhuǎn)情況。二、實(shí)驗(yàn)儀器：EB—Ⅲ電子束實(shí)驗(yàn)儀、直流穩(wěn)壓電源30V，2A、數(shù)字多用表。三、實(shí)驗(yàn)原理：1、示波管的結(jié)構(gòu)示波管又稱(chēng)為陰極射線管，其密封在高真空的玻璃殼之中，它的構(gòu)造如圖1所示，主要包括三個(gè)部分：

4、前端為熒光屏，（S，其用來(lái)將電子束的動(dòng)能變?yōu)楣猓?，中間為偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)（Y：垂直偏轉(zhuǎn)板，X：水平偏轉(zhuǎn)板），后端為電子槍?zhuān)↘：陰極，G：柵極，A1：聚焦陽(yáng)極，A2：第二陽(yáng)極，A3：前加速陽(yáng)極）。燈絲H用6.3V交流供電，其作用是將陰極加熱，使陰極發(fā)射電子，電子受陽(yáng)極的作用而加速。2、電聚焦原理電子射線束的聚焦是電子束管必須解決的問(wèn)題。在示波管中，陰極被加熱發(fā)射電子，電子受陽(yáng)極產(chǎn)生的正電場(chǎng)作用而加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又受柵極產(chǎn)生的負(fù)電場(chǎng)作用只有一部分電子能夠通過(guò)柵極小孔而飛向陽(yáng)極。柵極G的電壓一般要比陰極K的電壓低20~100V,由陰極發(fā)射電子，受到柵極與陰極間減速電場(chǎng)的作

5、用，初速度小的電子被阻擋，而那些初速度大的電子可以通過(guò)柵極射向熒光屏。所以調(diào)節(jié)柵極電壓的高低可以控制射向熒光屏的電子數(shù)，從而控制熒光屏上的輝度。當(dāng)柵極上的電壓負(fù)到一定的程度時(shí)，可使電子射線截止，輝度為0。加速電極的電壓比陰極電位高幾百伏至上千伏。前加速陽(yáng)極，聚焦陽(yáng)極和第二陽(yáng)極是由同軸的金屬圓筒組成。由于各電極上的電壓不同，在它們之間形成了彎曲的等勢(shì)面、電場(chǎng)線。這樣就使電子束的路徑發(fā)生彎曲，這類(lèi)似光線通過(guò)透鏡那樣產(chǎn)生了會(huì)聚和發(fā)散，這種電器組合稱(chēng)為電子透鏡。改變電極間的電壓分布，可以改變等勢(shì)面的彎曲程度，從而達(dá)到電子束的聚焦。3、電偏轉(zhuǎn)原理在示波管中，電子從被

6、加熱的陰極K逸出后，由于受到陽(yáng)極電場(chǎng)的加速作用，使電子獲得沿示波管軸向的動(dòng)能。電場(chǎng)力做的功eU應(yīng)等于電子獲得的動(dòng)能eU?1mv22（1）顯然，電子沿Z軸運(yùn)動(dòng)的速度vz與第二陽(yáng)極A2的電壓U2的平方根成正比，即vz?2emU2（2）若在電子運(yùn)動(dòng)的垂直方向加一橫向電場(chǎng)，電子在該電場(chǎng)作用下將發(fā)生橫向偏若偏轉(zhuǎn)板板長(zhǎng)為l、偏轉(zhuǎn)板末端到屏的距離為L(zhǎng)、偏轉(zhuǎn)電極間距離為d、軸向轉(zhuǎn)，如圖2所示。加速電壓（即第二陽(yáng)極A2電壓）為U2，橫向偏轉(zhuǎn)電壓為Ud，則熒光屏上光點(diǎn)的橫向偏轉(zhuǎn)量D由下式給出：lUdl2U22dD?（L?)（3）由式（3）可知，當(dāng)U2不變時(shí)，偏轉(zhuǎn)量D隨Ud的增

7、加而線性增加。所以，根據(jù)屏上光點(diǎn)位移與偏轉(zhuǎn)電壓的線性關(guān)系，可以將示波管做成測(cè)量電壓的工具。若改變加速電壓U2，適當(dāng)調(diào)節(jié)U1到最佳聚焦，可以測(cè)定D-Ud直線隨U2改變而使斜率改變的情況。4、磁偏轉(zhuǎn)原理電子通過(guò)A2后，若在垂直Z軸的X方向外加一個(gè)均勻磁場(chǎng)，那么以速度v飛越子電子在Y方向上也會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如圖所示。由于電子受洛倫茲力F=eBv作用，F(xiàn)的大小不變，方向與速度方向垂直，因此電子在F的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力就是向心力，即有eBv=mv2/R，所以R?mvzeB（4）電子離開(kāi)磁場(chǎng)后將沿圓切線方向飛出，直射到達(dá)熒光屏。在偏轉(zhuǎn)角φ較小的情況下，近似的有

8、tan??lD?RL（5）式中，l為磁場(chǎng)寬度，D為電子在熒光屏上亮