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推荐电子束实验报告范文word版10页
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电子束实验报告
篇一：
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：
201X.11.25
篇二：
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
12mvz2
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．
12322
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。
篇三：
电子束实验
电选二电子束实验
随着近代科学的发展，电子技术的应用已深入到各个领域，关于带电粒子在电场、磁场中运动规律已成为掌握现代科学技术必不可少的居处知识。
我们常用示波器中的示波管（又名阴极射线管）来研究带电粒子在电场、磁场中运动的归路。
它的结构原理图如图一所示；它由电子枪、偏转系统及荧光屏组成。
电子枪的作用是发射电子把它加速到一定速度并聚成一细束；偏转系统是由两对平行电板构成，一对上、下放置叫Y轴转板或垂直偏转板，另一对左、右放置叫X轴偏转或水平偏转；荧光屏是用以显示电子束打在示波管端面的显示屏。
所有这几部分都密封在一只玻璃外壳中，玻璃壳内抽成高度真空，以避免电子与空气分子发生碰撞引起电子束的散射。
rr荧光屏高压电源
图一
电子枪内的阴极K被灯丝加热后，便在其前端（此处涂有金属氧化物以增加电子发射量）发射出大量电子。
由于控制栅极G的电位低于阴极K（相对于阴极K大约5—10V的负电压），它产生一个电场是要把阴极发射出来的电子推回到阴极去。
改变控制栅极电位可以限制穿过G上小孔b出去的电极A2，两者相对于K加有同一电压V2（称之为阳极电压或加速电压），一般约有几百伏的正电压。
它产生一个很强的电场使电子沿电子枪轴线方向加速。
示波管电极A1为聚集电极，在正常使用情况下它具有电位（相对于阴极）V1介于K和A2的电位之间。
在A3和A1之间以及A1和A2之间形成的电场且来把电子数据即成一束很细的电子流，聚集程度好坏主要取决于V1和V2的大小。
电子束从两对偏转电极穿过。
当电极上加了电压后便产生横向电场使电子束向某一侧偏转。
最后，电子束打在涂有一特殊荧光物质薄层的荧光屏上，在电子的轰击下会发出可见光。
实验室为同学准备了“电子束实验仪”，它可以实验一下主要内容：
实验一：
研究电场对电子加速。
电子束在横向匀强电场作用下的偏转，电子+横向电场——
电偏转。
实验二：
纵向不均匀电场对电子束的聚集作用。
电子束强度的控制，电子+纵向电场——电
聚集。
实验三：
电子束在横向磁场中作用下的偏转。
电子+横向磁场——磁偏转。
实验四：
电子束在纵向磁场中作螺旋运动的规律。
利用这一规律测定电子的核质比，电子的
纵向磁场——螺旋运动，磁偏转。
本讲义着重介绍实验一、四内容。
如果同学对其它内容感兴趣的话，可以自行准备、
收集资料、进行研究、实验，以待优良级答辩之用。
实验一电子束的加速和电偏转
电子是带负电的粒子，电子在电场中受到库仑力的作用，力的方向和电场方向相反。
本实验研究电子在电场中的加速和偏转。
若电子原来具有一定的速度。
如果电场方向和电子运动方向平行，电子在电场力的作用下将被加速或减速。
另一种情况，如果电场方向和电子运动方向垂直，电子在该电场作用下将要发生横向偏移。
图二表示了电子在横向电场作用下的偏转情况。
现取一个直角坐标系来研究电子的运动，令Z轴沿阴极射线管的管轴方向，从荧光屏看X轴为水平方向，Y轴为垂直方向。
dZ
图2电子在匀强电场中的运动
忽略电子离开阴极时有限的初动能，电子从阳极A2射出的动能由下式决定：
12mvz?
eV2
（1）2
式中V2为阳极A2对于K的电位。
VZ为电子离开A2时的轴向速度。
当电子在偏转板（偏转板长度为l两极板间距离为d）中穿过时，如果两板间电位差为零，电子笔直的穿过偏转板之间，打在荧光屏中央，形成一个小亮斑。
如果在垂直偏转板电极（或一对平行偏转板电极）之间加一电压Vd，则电子在穿过偏转板电极时受到一横向力Fy（Fy=eEy=eVd/d）的作用。
但这横向力Fy不改变轴向速度VZ，当电子从偏转板穿出时它的运动方向与Z轴成?
角，应该满足下面的关系式：
tg?
?
vy
vz
（2）
电子从电极之间穿过所需时间为△t,在这期间电子在横向力Fy作用下横向动量增加为mVy，应等于Fy的冲量：
mvy?
Fy?
?
t?
e
vy?
Vd?
t（3）deVd?
?
t（4）md
由于?
t?
l/VZ
?
vy?
因此：
eVdl?
?
（5）mdvZ
tg?
?
vy
vZ?
evdl（6）2dmvZ
将式
（1）代入（6）得：
tg?
?
Vd?
l（7）V2?
2d
当电子从偏转板出来后，就沿着直线运动，直线的倾角就是电子偏转区后的速度方向。
荧光屏上亮斑在垂直方向偏转距离D为：
D=L·tgθ。
L为该直线与Z轴的交点至荧光屏的距离。
?
D?
L?
tg?
?
L?
lVd?
（8）2dV2
这一式子表明，偏转量随Vd增加而增加，还与l成正比，电极愈长偏转电场的作用时间愈长，引起的偏转愈大。
偏转量与d成反比，两平板距离愈大，在给定电位差下所产生的偏转电场愈小。
V2增大时，VZ增大，偏转电场作用时间减少，电子的偏转里昂就减少。
一、实验内容：
1．偏转的测量：
保持加速电压和聚焦电压不变，测量D随Vd的变化画出D随Vd变化曲线。
注意记下V2、V1数值，测8组数据。
2．改变加速电压：
改变V2的大小，再调解到最佳聚焦，重复观察D与Vd关系，至少对两个以上V2值进行重复测量，在同一张坐标纸上画出第二条D随Vd变化曲线。
在上图的基础上，整理出DV2与Vd的数据，画出DV2—Vd曲线，该曲线说明了什么？
3．确定l/d：
根据上面确定的数据，用最小二乘法求出l/d值。
二、使用仪器：
电子束实验仪、万用表等。
三、实验步骤：
1．灯丝钮子开关拨向“示波管”一边，示波器亮。
2．接插线A1接V1，V2接?
，Vd?
接x1y1,Vd?
接x2,Vdy?
接y2。
3．调焦：
把焦聚选择开关置于“点”聚焦位置，辉度控制处在适当位置，调节聚焦电压V1（在280—380伏之间），使屏上光点聚成一细点，光电不要太亮，以免烧坏荧光物质。
4．测加速电压V2；用万用表2500V档。
“—”接K；“+”接A2（如需测X偏转灵敏度只需将y1、y2换成x1、x2即可）。
5．测偏转电压Vd：
用数字表直流200V档。
“—”接y1；“+”y2（如需测X偏转灵敏度只需将y1、y2换成x1、x2即可）。
6．光点调节；用数字表测Vd，调Vdy（或Vdx）使Vd为0，这时光点在Y（或X）轴上应在中心原点，若不在调Vd0（或Vx0）旋扭（y调零旋钮），使光点处在中心原点。
7．测量不同V2时（至少三组）的D随Vd的变化值。
四、注意事项：
1．不得让G处零偏压状态，否则亮点过亮，荧光屏会因局部过热而损坏。
2．接、拆线时应关闭电源，确保安全。
实验四电子束的纵向磁聚焦
一、实验目的要求
本实验通过电子在磁场中运动规律的研究，来测定电子的荷质比。
实验要求如下：
1．理解电子束在电场和磁场中的运动规律。
2．观察电子束的磁聚焦现象，并能作出解释。
113．利用磁聚焦现象测定电子的荷质比（e/m），并与理论值（e/m=1.7588×10c/kg）进行一
致性讨论。
4．对有现长直螺线管内磁场分布能正确认识，在计算B时，应予以修正。
5．思考并观察地磁场对实验结果是否有影响，能否设法消除其影响。
二、实验仪器
电子束实验仪、直流稳压电源、直流电流表、滑线变阻、换向开关、万用表等。
三、实验原理
将示波器装在通电有限长的螺线管内，使示波管的轴线与螺线管平行。
如果在示波管的水平偏转板上加电压VX，则原来以速度?
z轴向匀速前进的电子经过X偏转板时受到电场力的作用，从而获得横向分速度x，此速度与螺线管产生的磁场垂直，因而电子又将受到磁场的洛仑磁力
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