电子束的电偏转和磁偏转实验报告.docx
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电子束的电偏转和磁偏转实验报告
电子束的电偏转和磁偏转实验报告
篇一：
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V
A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：
电子束线的电偏转与磁偏转
电子束线的电偏转与磁偏转
实验目的
1、掌握电子束在外加电场和磁场作用下偏转的原理和方式；2、了解阴极射线示波管的构造与工作方式。
3、测量电偏转与磁偏转灵敏度。
实验仪器
1、Th-eb电子束实验仪。
2、0─30V可调直流稳压电源；3、数字式万用表。
实验原理
1、Th-eb型电子束实验仪原理简介
Th-eb型电子束实验仪主要由两大部分组成，一个是由螺线管及在螺线管内放置的示波管组成，螺线管通电流后给示波管加纵向磁场，另外在示波管两边加上一对洛仑兹线圈产生一横向磁场，用于使电子束产生横向偏转；另一部分就是用于给示波管各极加适当电压。
示波管各电极结构与分布如图1所示。
各部件的作用如下：
灯丝F：
加热阴极，6.3V交流电压。
阴极K：
筒外涂有稀土金属，被加热后能向外发射自由电子也可称发射极。
图1示波管各电极结构与分布
栅极g：
施加适当电压（通常加负压）可控制电子束电流强度，可称控制栅，栅负压通常为-35V━-45V之间。
第二阳极A2：
圆筒结构，施加的电压形成一纵向高压电场，使加速电子向荧光屏运动，可称加速极，加速电压通常为1000V以上。
第一阳极A1：
为一圆盘结构，介于第二阳极的圆筒和圆盘之间，其作用相当于电子透镜，施加适当电压能使电子束恰好在荧光屏上聚焦，因此也称聚焦极，通常加数百伏
正向电压。
垂直偏转极板：
V1和V2为处于示波管中一上下的两块金属板，在极板上施加适当电压后构成垂直方向的横向电场。
水平偏转极板：
h1和h2为处于示波管中一前后的两块金属板，在极板上施加适当的电压后构成水平方向的横向电场。
2、电偏转原理
电子束电偏转原理如图2所示。
通常在示波管的偏转板上加偏转电压V，当加速后的电子以速度v沿x方向进入偏转板后，受到偏转板电场e
图2电子束电偏转原理
（y轴方向）的作用，使电子的运动轨道发生偏转。
假定偏转电场在偏转板l范围内是均匀的，电子将作抛物线运动，在偏转板外，电场为零，电子不受力，作匀速直线运动。
荧光屏上电子束的偏转距离D可以表示为：
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（1）
式中V为偏转电压，VA为加速电压，Ke是一个与示波管结构有关的常数，称为电偏常数。
为了反映电偏转的灵敏程度，定义
δ
δ
电
电
=D/V?
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（2）
称为电偏转灵敏度，用mm/V为单位。
δ
电
越大，电偏转灵敏度越高。
3、磁偏转原理
电子束磁偏转原理如图3所示。
通常在示波管的瓶颈的两侧加上一均匀横向磁场，假定在l范围内是均匀的，在其他范围内都为零。
当加速后的电子以速度v沿x方向垂直射入磁场时，将受到洛仑兹力作用，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，磁偏转的距离可以表示为：
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（3）
式中I是偏转线圈励磁电流，单位A；Km是一个与示波管结构有关的常数称为磁偏常数。
为了反映磁偏转的灵敏程度，定义
δ
δ
磁
磁
=D/I=Km/vA?
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（4）
1/2
称为磁偏转灵敏度，用mm/A为单位。
δ
磁
越大，表示磁偏转系统灵敏度越高。
实验步骤
1、准备工作
1）用专用电缆连接实验箱和示波管支架上的插座。
2）将实验箱面板上的“电聚焦/磁聚焦”选择开关置于“电聚焦”。
将与第一阳极对应的纽子开关置于上方，其余的纽子开关均置于下方。
3）将“励磁电流调节”旋钮旋至最小位置。
4）开启电源开关，调节“阳极电压调节”电位器，使“阳极电压”数显表指示为800V，适当调节“辉度调节”电位器，此时示波管上出现光斑，然后调节“电聚焦调节”电位器，使光斑聚焦。
2、电偏转灵敏度的测定
1）令“阳极电压”指示为800V，在光点聚焦的状态下，将h1、h2对应的纽子开关置于上方，此时荧光屏上会出现一条短的水平亮线，这是因为水平偏转极板上感应有50hZ交流电压之故。
测量时将水平偏转极板h1和h2接通直流偏转电压，分别记录电压为0V、10V、20V时光点位置偏移量，然后调换偏转电压的极性，重复上述步骤。
2）将“阳极电压”分别调至1000V、1200V，按上述的方法使光点重新聚焦后，按实验步骤1）重复以上测量，列表记录数据。
3）将h1、h2对应的钮子开关置于下方，将V1、V2对应的钮子开关置于上方。
此时荧
光屏上也会出现一条短的垂直亮线。
这也是因为垂直偏转极板上感应有50hZ交流电压之故。
测量时，在V1、V2两端依次加0V、10V、20V直流偏转电压，然后调换偏转电压的极性，重复上述步骤（阳极电压依次为800V、1000V、1200V），列表记录数据。
3、磁偏转灵敏度的测定
1）准备工作与“电聚焦特性的测定”完全相同。
为了计算亥姆霍兹线圈中的电流，必须事先用数字万用表测量线圈的电阻值，并记录。
2）令“阳极电压”指示为800V，使光点在聚焦的状态下，接通亥姆霍兹线圈的励磁电压，并分别调到0V、2V、4V、6V，记录荧光屏上光点的偏移量，然后改变励磁电压的极性，重复以上步骤，列表记录数据。
3）调节“阳极电压调节”电位器，使阳极电压分别为1000V、2000V，重复实验步骤2）。
数据处理
磁偏转线圈电阻R=278Ω
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