优质电子束实验数据word范文模板 12页Word文档下载推荐.docx

1、由于控制栅极G的电位低于阴极K（相对于阴极K大约510V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

2、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

3、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。d Z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

4、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?vyvz（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?evy?Vd?t（3） deVd?t

5、 （4） md由于?l/VZ因此： eVdl?（5） mdvZvZ?evdl （6） 2dmvZ将式（1）代入（6）得：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=Ltg。L为该直线与Z轴的交点至荧光屏的距离。D?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

6、：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DV2Vd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“

7、点”聚焦位置，辉度控制处在适当位置，调节聚焦电压V1（在280380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：

8、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=1.758810c/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

9、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作用而发生圆周运动。于是，电子在沿Z轴作匀速直线运动的同时在XOY平面内作圆周运动，这两种运动的合成结果使电子沿螺线管线状轨迹运动而最终打在荧光屏的P点处（见图三所示）。如水平偏转板上电压反向，则电子的横向速度x也反向， 图三 如图中?x所示，其运动轨迹反绕，最后打在荧光屏的P处（见图1）。从而可以分析如下：根据牛顿第二定律，有fB

10、?e?xB?m?x/R,由此可知2,螺旋线的半径为：R?螺旋线的周期：T?x（式中?x为横向分速度）（1） eB?2?m（2） eB2?x值得注意的是：轨道半径R与初速度?x成正比与磁感强度B成反比；周期T与B成反比而与?x无关。这说明，电子在X方向上的初速度大，电子绕半径大的圆轨道运动，初速度小，电子绕半径小的圆轨道运动，但绕一周的时间却相等。螺旋线的螺距为：h?zT?z （3） eB上列各式中的m为电子的质量，e为电子的电荷量。设加速电压VA，那么，电子在离开电子枪时所具有的动能为：1m?z2?eVA（4） 2由（3）、（4）二式得：e8?2VA?22 （5） mhB由（5）式可知，只要设

11、法知道VA，h和B各量，就可得到电子的荷质比别讨论。1VA是加速电压，它可以用示波管控制箱上的仪表测得。2B是螺线管内的磁感应强度，它可由下式计算：0=12.5710-7亨/米B=?0nI （6） n为螺线管参数，匝/米（由实验室给出），I为螺线管中通入的电流，单位安培。3对于h（螺距）的确定：在X偏转板上加上交流电压，则先后经过共同起点P0（近似地选在X偏转板边缘的轴线上）的各电子将受到大小不同的电场力作用，其横向速度?x也各不相同，因此有各自的螺旋轨道，见式（1）；但从式（2）知道，这些电子具有相同的周期，尽管它们的螺线半径不同，但经过一个周期以后仍回到轴线上，又由于在轴线方向的速度?z不

12、变，因此这些电子具有共同的螺距，也就是说：从P0点出发的电子经过一个周期又聚集于轴上的另一点，该点到P0的距离就是螺距h。如果荧光屏到P0的距离为h的整数倍时则我们在屏上看到的将是一个亮点，否则是一条亮线，此亮线是由于速度不同的电子具有不同的螺径R，但具有共同的转角的缘故。由（3）式可知，改变磁场B的大小也就改变了电子螺旋运动轨迹的螺距，在屏上可见到亮线长短的变化和转动的情况，当出现聚焦现象时，说明荧光屏到P0的距离为螺距的整数倍，如图四所示。根据屏上聚焦的次数N就可以求得螺距h。 e，下面分m 篇三：实验目的1研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。 2了解电子束线管的结构和原理。 实验仪器S

13、JSS2型电子束实验仪。 实验原理在大多数电子束线管中，电子束都在互相垂直的两个方向上偏移，以使电子束能够到达电子接受器的任何位置，通常运用外加电场和磁场的方法实现，显像管等器件就是在这个基础上运用相同的原理制成的。1电偏转原理电偏转原理如图4171所示。通常在示波管（又称电子束线管）的偏转板上加上偏转电压V，当加速后的电子以速度v沿Z方向进入偏转板后，受到偏转电场E（Y轴方向）的作用，使电子的运动轨道发生偏移。假定偏转电场在偏转板l范围内是均匀的，电子作抛物线运动，在偏转板外，电场为零，电子不受力，作匀速直线运动。在偏转板之内 Y?1at2?1eE（Z）2 （4171）22mv式中v为电子初速度，Y为电子束在Y方向的偏转。电子在加速电压VA的作用下，加速1电压对电子所做的功全部转为电子动能，则mv2?eVA。2将EVd和v2代入（4171）式，得VZ4VAd电子离开偏转系统时，电子运动的轨道与Z轴所成的偏转角?的正切为dY?Vl（4172）dZx?l2VAd设偏转板的中心至荧光屏的距离为L，电子在荧光屏上的偏离为S，则SL代入（4172）式，得S?VlL （4173）2VAd