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
学院名称: 信息工程学院
专业班级:
学生姓名:
学号:
实验地点: 基础实验大楼
实验时间: 第9周下午3:45~18:10
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
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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
阳极电压U2:改变电子束的加速电压的大小
聚焦电压U1:用以调节聚焦极A1上的电压以调节电极附近区域的电场分布,从而调节电子束的聚焦和散焦。
栅极电压UG(辉度):用以调节加在示波管控制栅极上的电压大小,以控制阴极发射的电子数量,从而控制荧光屏上光点的辉度。
UdX偏转电压调节:-80V~80V。
调零X:用来调节光点水平距离。UdY偏转电压调节:-80~80V。调零Y:用来调节光点上下距离。
UdX偏转电压调节:-80V~80V。
调零X:用来调节光点水平距离。
UdY偏转电压调节:-80~80V。
调零Y:用来调节光点上下距离。
2、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(如图b 所示)。
所以
D =(l 2+L')tan θ=(l 2+L')V y V x =(l 2+L')eU md (L V 0)V 0=(l 2+L')eUl mdV 02
令l 2+L'=L 有D =eUlL mdV 02
如果加速电压为U 2则eU 2=12mv 02故D =ULl 2U 2d
示波管的Y 方向电偏转灵敏度:S y =D U y =lLU 2U 2Ud =l
L 2U
2d
在X 方向同理得S x =D U x =l L 2d x U 2
3、磁偏转
加速场对电子所做的功等于电子动能的增量eU 2=12mv z 2
电子受洛伦兹力为F =ev z B
z B=m
v
z
2
R
根据洛伦兹力的性质,是一个向心力,则
ev
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