電子荷質(zhì)比的測定(實驗報告)

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1、大學(xué)物理實驗報告——磁聚焦法測電子荷質(zhì)比大學(xué)物理實驗報告實驗名稱磁聚焦法測電子荷質(zhì)比實驗日期2010-04-24實驗人員袁淳(200902120406)—第2頁共2頁—大學(xué)物理實驗報告——磁聚焦法測電子荷質(zhì)比【實驗?zāi)康摹?.了解電子在電場和磁場中的運動規(guī)律。2.學(xué)習(xí)用磁聚焦法測量電子的荷質(zhì)比。3.通過本實驗加深對洛倫茲力的認識?！緦嶒瀮x器】FB710電子荷質(zhì)比測定儀?！緦嶒炘怼慨斅菥€管通有直流電時，螺線管內(nèi)產(chǎn)生磁場，其磁感應(yīng)強度B的方向，沿著螺線管的方向。電子在磁場中運動，其運動方向如果同磁場方向平行，則電子不受任何影響；如

2、果電子運動力向與磁場方向垂直，則電子要受到洛倫茲力的作用，所受洛倫茲力為：將運動速度分解成與磁感應(yīng)強度平行的速度和與磁感應(yīng)強度垂直的速度。不受洛倫茲力的影響，繼續(xù)沿軸線做勻速直線運動。在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，其方程為：則由陰極發(fā)射的電子，在加速電壓U的作用下獲得了動能，根據(jù)動能定理，則保持加速電壓U不變，通過改變偏轉(zhuǎn)電流I，產(chǎn)生不同大小磁場，保證電子束與磁場嚴格垂直，進而測量電子束的圓軌跡半徑r，就能測量電子的值。螺線管中磁感應(yīng)強度的計算公式以表示，式中=4×10-7H/m。N是螺線管的總匝數(shù)=130匝；R為螺線管的

3、平均半徑=158mm。得到最終式：測出與U與I相應(yīng)的電子束半徑r，即可求得電子的荷質(zhì)比。【實驗步驟】—第2頁共2頁—大學(xué)物理實驗報告——磁聚焦法測電子荷質(zhì)比1.接通電子荷質(zhì)比測定儀的電源，使加速電壓定于120V，至能觀察到翠綠色的電子束后，降至100V；2.改變偏轉(zhuǎn)電流使電子束形成封閉的圓，緩慢調(diào)節(jié)聚焦電壓使電子束明亮，緩慢改變電流觀察電子束大小和偏轉(zhuǎn)的變化；3.調(diào)節(jié)電壓和電流，產(chǎn)生一個明亮的電子圓環(huán)；4.調(diào)節(jié)儀器后線圈的反光鏡的位置以方便觀察；5.移動滑動標尺，使黑白分界的中心刻度線對準電子槍口與反射鏡中的像，采用三點一直線

4、的方法分別測出電子圓左右端點S0和S1,并記錄下對應(yīng)的電壓值U和電流值I。6.根據(jù)得到電子圓的半徑，代入最終式求出；7.改變U、I得到多組結(jié)果，求出平均值，與標準值進行比較，求出相對誤差E【實驗數(shù)據(jù)】標準值=1.75881962×1011(C/kg)電壓U(V)電流I(A)標尺讀數(shù)電子束半徑r(mm)(mm)荷質(zhì)比(1011C/kg)荷質(zhì)比(1011C/kg)相對誤差ES0(mm)S1(mm)11101.6060.0121.030.529.831.7641.8002.346%261.0119.029.0361.0121.030

5、.041052.0073.0120.023.522.831.840576.0118.021.0672.0120.024.071021.7066.0121.027.526.831.791866.0116.025.0965.0121.028.0101001.5060.0120.030.030.001.8051159.0118.029.51259.0120.030.5【數(shù)據(jù)處理過程】1.根據(jù)計算出，得到每個U和I對應(yīng)的2.根據(jù)計算出每個，得到=1.800×1011(C/kg)3.將得到的與標準值進行比較，得到相對誤差E==2.346

6、%【誤差分析】1.電子束與磁場沒有嚴格垂直導(dǎo)致誤差；2.電子束具有一定寬度，導(dǎo)致測量誤差；3.測量者利用點一線法測半徑時沒有完全對齊導(dǎo)致隨機誤差；4.實驗儀器精確度不夠?qū)е聹y量誤差；5.實驗理論的不完善(如沒有考慮電子的相對論效應(yīng))導(dǎo)致誤差?！?頁共2頁—