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电子束的偏转实验报告

2016-10-17 14:30:49 来源网站: 百味书屋

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?

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:① 加速电压不变时,偏转距离与偏转电压是否成正比,

② 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:① 加速电压不变时,偏转距离与偏转电流是否成正比,

② 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:电子束偏转实验报告

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?

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:① 加速电压不变时,偏转距离与偏转电压是否成正比,

② 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:① 加速电压不变时,偏转距离与偏转电流是否成正比,

② 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 联系方式:___________________________

【实验目的】

(1)研究带电粒子在电场及磁场中偏转的规律。 (2)了解电子阴极射线管的结构和原理。

(3)学会用外加磁场的方法使示波管中的电子射线束产生偏转。

【实验仪器】

ds-ⅲ电子束实验仪。

【实验原理及预习问题】

(1)电偏转有什么特点?它主要用在哪些器件中?

(2)在电偏转实验中如何进行仪器的校准调零?

(3)在磁偏转实验中如何进行仪器的校准调零?

(4)简述电、磁偏转的优缺点。

(5)如果电子不是带负电而是带正电,电子束在磁场中如何偏转?

【实验内容和数据处理】

电偏转:

1.仪器的校准调零

2.测试x方向电偏转系统的线性及偏转灵敏度

1)选取1个u2值,调节偏转电压udx旋钮,将光点偏转距离d的值和对应偏转电压udx的值一一对应地记录。

2)改变加速电压u2的大小(同时调整聚焦电压,使光斑的大小和亮度适中),重复步骤1)。 y方向电偏转系统的线性及偏转灵敏度

数据处理

1)分析在不同加速电压下,光斑的偏转距离d与偏转电压udx(udy)的关系,画出 d?udx(d?udy)关系曲线。

2)对不同加速电压,算出x(y)方向的电偏转灵敏度。并分析sed与u2之间的关系。 磁偏转:

1.仪器的校准调零

2.研究带电粒子在磁场中的偏转规律

1)选取1个u2值,沿顺时针方向缓慢旋转电流调节旋钮,将光点偏转距离d的值和对应偏转电流的值一一对应地记录。

2)改变加速电压u2的大小(同时调整聚焦电压,使光斑的大小和亮度适中),重复步骤1)。 指导教师签字:_______________

数据处理

1) 分析在不同的加速电压下,光斑的偏转距离d与偏转线圈电流i的关系,画出 d?i关系曲线。

2) 在不同加速电压下,算出磁偏转灵敏度smd,并找出smd与u2的关系,画出 smd?u2关系曲线。

【实验小结和体会】

本次实验感觉最深的是什么?

教师评语 评分

批改教师签名:

日期:

篇三:电子束的电偏转和磁偏转

电子束的电偏转和磁偏转

? 实验目的:

1.掌握电子束在外加电场和磁场作用下的偏转的原理和方式。

2.观察电子束的电偏转和磁偏转现象,测定电偏转灵敏度、磁偏转灵敏度、截止栅偏压。 ? 实验原理: 1. 电偏转的观测

电子束电偏转原理图如图(1)所示。当加速后的电子以速度v沿x方向进入电场时,将受到电场力作用,作加速运动,电子穿出磁场后,则做匀速直线运动,最后打在荧光屏上。其电偏转的距离d与偏转电压v,加速电压va及示波管结构有关。

图(1)电子束电偏转原理

为了反应电偏转的灵敏程度,定义

?e?

d

(1) v

?e称为电偏转灵敏度,用mm/v为单位。?e越大,电偏转的灵敏度越高。实验中d从 荧光屏上读出,记下v,就可验证d与v的线性关系。 2.磁偏转原理

电子束磁偏转原理如图(2)所示。当加速后的电子以速度v沿x方向垂直射入磁场时,将会受到洛伦磁力作用,在均匀磁场b内作匀速圆周运动,电子穿出磁场后,则做匀速直线运动,最后打在荧光屏上。

为了反映磁偏转的灵敏程度,定义

?m?sli (2)

?m称为磁偏转灵敏,用mm/a为单位。?m越大,表示磁偏转系统灵敏度越高。实验 中s从荧屏上读出,测出i,就可验证s与i的线性关系。 3.截止栅偏压原理

示波管的电子束流通常通过调节负栅压ugk来控制的,调节ugk即调节“辉度调节”电位器,可调节荧光屏上光点的辉度。ugk是一个负电压,通常在-35~45之间。负栅压越大,电子束电流越小,光点的辉度越暗。

使电子束流截止的负栅压ugk0称为截止栅偏压。 ? 实验仪器:

th-eb型电子束实验仪,示波管组件,0~30v可调直流电源,多用表 ? 实验步骤:

1. 准备工作。

2. 电偏转灵敏度的测定。 3. 磁偏转灵敏度的测定。 4. 测定截止栅偏压。

? 数据记录及实验数据处理:

1.电偏转(va?800伏)

水平电偏转灵敏度d-v曲线:

垂直电偏转灵敏度d-v曲线:

电偏转(va?1000伏)垂直电偏转:2. 2.磁偏转(va?800伏)磁场励磁线圈电阻r=210欧姆磁偏转(va?1000伏)注:偏移量d或s等于加电压时的光点坐标与0伏电压的光点坐标的差值。 3.截止栅偏压:99.73v。 ? 结论:

不同阳极电压下的水平电偏转灵敏度和垂直电偏转灵敏度的d-v成线性关系。

篇三:实验九、电子束的偏转

605舍:海霞,晓珍,春云,文静 实验九、电子束的偏转 实验时间:2010. 11 . 25

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