电子束的电偏转和磁偏转[优质文档]
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,加速电压及示波管结构有关。VA
Y
l L
,θ R R S ,θ ,0 Z e
图2磁偏转原理 图(1)电子束电偏转原理
为了反应电偏转的灵敏程度,定义
D,, (1) eV
称为电偏转灵敏度,用mm/V为单位。越大,电偏转的灵敏度越高。实验中D从,,ee
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
,mSlI, (2)
,m,m称为磁偏转灵敏,用mm/A为单位。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
UU 示波管的电子束流通常通过调节负栅压来控制的,调节即调节“辉度调节”GKGK
U电位器,可调节荧光屏上光点的辉度。是一个负电压,通常在-35~45之间。负栅压越GK
大,电子束电流越小,光点的辉度越暗。
U 使电子束流截止的负栅压称为截止栅偏压。 GK0
, 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
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及实验数据处理:
1(电偏转() v,800伏A
偏移方向 向右 向左
偏转电压V(伏) 0 5.0 10 15 20 0 -5 -10 -15 -20 X 光点坐标(毫米) -2 0 2.5 6.5 8 -2 -5 -7.5 -10 -12.5
偏移量D(毫米) 0 2 4.5 8.5 10 0 3 5.5 8 10.5
偏转灵敏度(毫米/伏) ,- 0.4 0.45 0.57 0.5 - 0.6 0.55 0.53 0.525 e
偏转灵敏度平均值(毫米/伏) ,0.48 0.55 e
偏转方向 向上 向下
偏转电压V(伏) 0 5 10 15 20 0 -5 -10 -15 -20 Y 光点坐标(毫米) -1 3 8 13 18.5 -1 -6 -11 -16 -21
偏转量D(毫米) 0 4 9 14 19.5 0 5 10 15 20
偏转灵敏度(毫米/伏) ,- 0.8 0.9 0.93 0.98 - 1 1 1 1 e
偏转灵敏度平均值(毫米/伏) ,0.9 1 e
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() V,1000伏A
偏移方向 向右 向左
偏转电压V(伏) 0 5.0 10 15 20 0 -5 -10 -15 -20 X 光点坐标(毫米) -1 0.5 2.5 4.5 6.5 -1 -3.5 -5.5 -7.5 -10
偏移量D(毫米) 0 1.5 3.5 5.5 7.5 0 2.5 4.5 6.5 9 偏转灵敏度(毫米/伏) ,- 0.3 0.35 0.37 0.38 - 0.5 0.45 0.43 0.45 e
偏转灵敏度平均值(毫米/伏) ,0.35 0.46 e
偏转方向 向上 向下
偏转电压V(伏) 0 5 10 15 20 0 -5 -10 -15 -20 Y 光点坐标(毫米) -1 2 6 10 14 -1 -5.5 -9 -13 -17 偏转量D(毫米) 0 3 7 11 15 0 6.5 10 14 18 偏转灵敏度(毫米/伏) ,- 0.8 0.7 0.73 0.75 - 1.3 1 0.93 0.9 e
偏转灵敏度平均值(毫米/伏) ,0.75 1.0 e
水平电偏转:
垂直电偏转:
2. 2.磁偏转()磁场励磁线圈电阻R=210欧姆 v,800伏A
偏转方向 向上 向下 励磁电压V(伏) 0 2 4 6 8 0 -2 -4 -6 -8 光点坐标(毫米) -2 2.5 7.5 12.5 17 -2 -7 -11 -16 -22 偏转量S(毫米) 0 4.5 9.5 14.5 19 0 5 9 14 20 励磁电流I=V/R(毫安)) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 偏转灵敏度(毫米/毫安) ,- 450 475 483 475 0 500 450 467 500 m
偏转灵敏度平均值(毫米/,471 479 m
毫安)
磁偏转(v,1000伏) A
偏转方向 向上 向下 励磁电压V(伏) 0 2 4 6 8 0 -2 -4 -6 -8 光点坐标(毫米) -2 2.5 6.5 10.5 15.5 -2 -6 -10 -15 -19 偏转量S(毫米) 0 4.5 8.5 12.5 17.5 0 4 8 13 17 励磁电流I=V/R(毫安)) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 偏转灵敏度(毫米/毫安) ,- 450 425 417 438 - 400 400 433 425 m
偏转灵敏度平均值(毫米/,433 415 m
毫安)
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: