内容发布更新时间 : 2024/11/7 16:56:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

南昌大学物理实验报告

课程名称：大学物理实验.

实验名称：电子束的偏转与聚焦 .

学院：信息工程学院专业班级：电子信息类163

学生姓名：张海文学号：6110116077

实验地点：基础实验大楼座位号：32

实验时间：第三、四周15:45-18:10

一、实验目的： 1、了解示波管的基本结构和工作原理； 2、研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律； 3、学会规范使用数字万用表； 4、通过磁聚焦原理测量电子的荷质比 二、实验原理： 1、示波管的基本结构 示波管又称为阴极射线管，其密封在高真空的玻璃壳之中，它的构造如上图所示主要包括三个部分：前端为荧光屏（S，其用来将电子束的动能转变为光），中间为偏转系统（Y：垂直偏转板，X：水平偏转板），后端为电子枪（K:阴极，G:栅极， A1：聚焦阳极， A2：第二阳极，A3：前加速阳极）.灯丝H用6.3v交流电供电，其作用是将阳极加热，使阳极发射电子，电子受阳极的作用而加速. 2、电聚焦原理 电子射线束的聚焦是电子束管必须解决的问题，在示波管中，阳极被加热发射电子，电子受阳极产生的正电场作用而加速运动，同时又受栅极产生的负电场作用只有一部分电子能够通过栅极小孔飞向阳极.栅极G的电压一般要比阴极K的电压低20~100v，由阴极发射的电子，收到栅极与阴极间减速电场的作用，初速小的电子被阻挡，而那些初速大的电子可以通过栅极射向荧光屏，所以调节栅极电压的高低可以控制射向荧光屏的电子数，从而控制荧光屏上的辉度.当栅极上的电压负到一定的程度时，可使电子射线截至，辉度为零. 加速电极的电压比阴极电位高几十V至上千V，前加速阳极，聚焦阳极和第二阳极是由同轴的金属圆筒组成.由于各电极上的电压不同，在它们之间形成了弯曲的等势面、电场线.这样就使电子束的路径发生弯曲，这类似光线通过透镜那样产生了会聚和发散，这种电器的组合称为电子透镜.改变电极间的电压分布，可以改变等势面的弯曲程度从而达到电子束的聚焦 3、电偏转 电子在均匀电场内以从平行于板的方向进入电场，在电场力的作用下，在方向（垂直方向）产生偏离位移。 电子离开电场后不受电场力作用，将作匀速直线运动，等效直接从A点（板中点位置）直接射出，故有 l??l?L??Dl?Ul2??,示波管的Y方向电偏转灵敏度：Sy? ??D??L??dUd2dU22?U22d?3、磁偏转 4. 加速场对电子所做的功等于电子动能的增量eU2?1mvZ22 电子受洛伦兹力为F?evzB 2vzevzB?mR根据洛伦兹力的性质，是一个向心力，则 R?电子偏转的轨道半径为mvzeB tan??在偏转角较小时，近似的有lD?RL D?lBLe2mU2由此可得偏转量D与外加磁场B、加速电压U2等的关系为 实验中的外加横向磁场由一对载流线圈产生，其大小为B?K?0nI，式中为真空中的磁导率，为单位长度线圈的匝数，为线圈中的激励电流，为线圈产生磁场公式的修正系数。