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电子束的实验报告

电子束的实验报告

电子束的实验报告电子束的实验报告引言在现代科技的发展中,电子束技术被广泛应用于各个领域,如电子显微镜、电子束刻蚀等。

本次实验旨在通过对电子束的研究和实验,探索其性质和应用。

一、电子束的产生原理电子束是通过电子枪产生的,电子枪由阴极、阳极和聚束系统组成。

在实验中,我们使用了热阴极电子枪。

当阴极受到加热时,电子从阴极表面解离,形成电子云。

然后,通过电场的作用,电子被加速到阳极,并经过聚束系统聚焦形成电子束。

二、电子束的性质1. 粒子性质电子束具有粒子性质,表现为在电磁场中受到偏转和聚焦的影响。

通过调节电子束的聚束系统,我们可以改变电子束的直径和形状,从而控制电子束的粒子性质。

2. 波动性质除了粒子性质,电子束还具有波动性质。

这一性质被广泛应用于电子显微镜中。

通过电子束的波动性质,我们可以观察到微观世界中的细节,如原子和分子的结构。

三、电子束在电子显微镜中的应用电子显微镜是利用电子束的波动性质观察微观结构的一种工具。

相比光学显微镜,电子显微镜具有更高的分辨率和放大倍数。

这使得我们能够观察到更小的细节,并对物质的组成和结构进行研究。

实验中,我们使用了透射电子显微镜(TEM)来观察样品的内部结构。

通过将样品放置在电子束的路径上,电子束与样品相互作用,产生散射和吸收。

通过收集和分析散射和吸收的电子,我们可以获得样品的显微图像,并了解其组成和结构。

四、电子束在电子束刻蚀中的应用除了在电子显微镜中的应用,电子束还被广泛应用于电子束刻蚀。

电子束刻蚀是一种高精度的材料加工技术,可以用于制作微电子器件和纳米结构。

在电子束刻蚀中,电子束被聚焦到非常细小的区域,通过控制电子束的位置和强度,可以在材料表面刻蚀出所需的结构。

这种刻蚀技术具有高精度和高分辨率的特点,广泛应用于微电子学和纳米技术领域。

结论通过本次实验,我们深入了解了电子束的产生原理、性质和应用。

电子束作为一种重要的工具和技术,对于科学研究和工程应用具有重要意义。

电子束照射实验技术详解

电子束照射实验技术详解

电子束照射实验技术详解电子束照射实验技术是一种重要的材料表征手段,广泛应用于材料科学领域。

本文将从仪器原理、实验方法和应用领域三个方面详细介绍电子束照射实验技术。

一、仪器原理电子束照射实验技术主要基于电子显微镜的原理。

电子束是通过将电子加速到高能级并聚焦在样品上而产生的。

在这个过程中,电子束与样品发生相互作用,并获得丰富的信息。

1.1 电子源电子源是电子束照射实验技术的核心部件之一。

常用的电子源有热源电子枪和场发射电子枪。

热源电子枪是通过电阻加热材料,产生高温环境从而发射电子。

场发射电子枪则利用电场强热解金属表面的材料,发射电子。

这两种电子源各有优缺点,可以根据实际需要进行选择。

1.2 透镜系统透镜系统用于聚焦和定位电子束。

主要包括准直透镜、聚焦透镜和对象透镜。

准直透镜用于使电子束平行,聚焦透镜用于将电子束聚焦到样品上,而对象透镜则将电子束收集、放大并形成图像。

1.3 探测器探测器是用于检测从样品散射出的电子。

常用的探测器有二次电子检测器和能量分散谱仪。

二次电子检测器可提供样品表面的形貌信息,而能量分散谱仪则可以得到样品成分的信息。

二、实验方法电子束照射实验技术有多种实验方法,根据不同的研究目的和要求,可以选择不同的方法进行实验。

2.1 透射电子显微术透射电子显微术是一种常见的应用电子束照射实验技术的方法。

通过将电子束通过样品,并在样品背后搭载一台透射电子显微镜,可以观察到样品内部的结构和组成。

这种方法被广泛应用于材料领域的结构表征和分析。

2.2 反射电子显微术反射电子显微术是将电子束垂直照射在样品表面,并探测从样品表面散射出的电子。

通过对反射电子的分析,可以了解样品的表面形貌、结构以及组成元素。

这种方法被广泛应用于表面薄膜的研究以及纳米颗粒的观察。

2.3 显微电子束衍射技术显微电子束衍射技术是一种将电子束通过样品后,通过观察电子通过衍射产生的花样来研究样品的结构。

这种方法能够提供高分辨率的晶体结构信息,被广泛应用于材料领域的晶体结构分析。

实验九、电子束的偏转

实验九、电子束的偏转
605 舍:海霞,晓珍,春云,文静 实验九、电子束的偏转 实验时间: 2010. 11 . 25
实验概述 【实验目的及要求】
1、研究带电粒子在电场合磁场中偏转的规律 2、了解电子束管的结构和原理
【仪器及用具】 DZS-C 电子束测试仪
【实验原理】 1.电偏转原理
在阴极射线管中,如图所示
6.3V
灯 丝 电 源
磁偏转电流方向,再测一组 D-I 值,改变u2 ,再测两组 D-I 数据。 ④求磁偏转灵敏度 D/I,并解释为什么u2 不同,D-I 不同。
【数据表格】(画出数据表格,写明物理量和单位) 表一:电偏转
u阳1 0.80KV
u V -25 -20 -15 -10 -5 x
0
5
10 15 20 25
=20V
u 时, 阳1
n1
=
u阳2 n2 =0.8
压成正比。
故偏转电压不变时,偏转距离与加速电
②磁偏转
当 I=50mA 时,
u n 阳1

1
u n 阳2
2.2
2
电压的平方根成反比。
故偏转电流不变时,偏转距离与加速
【讨论】
1、怎么用电子束管检查周围空间是否有磁场?
答:电子束没有遇到磁场时,它的路径成直线,一旦遇到磁场,受洛伦兹力
相对阴极 K 具有几百甚至几千伏u 的加速正电位 U2。它产生的电场使电子沿轴
u
向加速。电子从速度为 0 到达 uA2 时的速度 v0 由能量关系有:
u 1 mv2 e u
2
2u
u 2e
所以 v
2
m
过阳极 A2 的电子具有 V 速u度进入两个相对平行的偏转板间。若在两个偏

物理实验中的电子束技术应用指南

物理实验中的电子束技术应用指南

物理实验中的电子束技术应用指南引言电子束技术是当今物理实验中广泛应用的一种先进工具。

其独特的性质和优越的性能使其成为材料科学、纳米技术和半导体工业等领域中不可或缺的重要技术。

本文将介绍电子束技术的基本原理、应用领域以及实验操作指南,旨在帮助读者全面了解电子束技术,提高实验研究的质量和效率。

一、电子束技术的基本原理电子束技术是利用高能电子束与物质相互作用的原理,通过电子与原子、分子之间的电磁相互作用,实现对材料表面或体积的精细控制。

电子束能量较高,具有较短的波长,因此具有很强的穿透能力和损伤性,从而能够实现对材料的制造、分析和表征。

这种技术又可细分为电子束匀强辐照技术和电子束曝光技术。

二、电子束技术的应用领域1. 纳米技术领域电子束技术在纳米技术领域中有着广泛的应用。

通过电子束曝光技术可以实现对纳米尺度下结构、形状和物性的精确控制。

此外,电子束激光技术可以通过电子激发原位合成纳米材料,制备出具有特殊性能的纳米结构。

2. 材料科学领域电子束技术在材料科学领域中也得到广泛应用。

通过电子束辐照技术可以实现对材料的改性和性能调控,包括改变材料的机械性能、电学性能等。

电子束技术还广泛应用于材料的制备、分析和表征,如电子显微镜可以用于观察材料的微观结构。

3. 生物医学领域电子束技术在生物医学领域中也有重要的应用价值。

通过电子束植入技术可以实现对生物材料的改性和修复,包括人工骨骼、人工关节等。

此外,电子束显微镜可以用于研究生物材料的超微结构,并对疾病的发生机理进行深入研究。

三、电子束实验操作指南1. 实验前准备在进行电子束实验前,需要保证实验室环境干净、有序,并确保实验仪器的正常运行。

此外,还需要准备好所需的材料、试剂和标准样品,并对仪器设备进行必要的校准和检测。

2. 仪器操作在操作电子束仪器时,需要遵循仪器的使用手册和技术要求。

特别需要注意的是保护和维护电子源,避免因操作不当导致电子源损坏或污染。

在调整仪器参数时,需要谨慎、小心,并遵循实验验前训练所掌握的操作规程。

最新实验九电子束讲义

最新实验九电子束讲义

实验九电子束讲义实验九电子束实验带电粒子在电场和磁场中的运动,在近代科学技术应用中,是许多领域中都经常遇到的一种物理现象。

示波器中用来显示电信号波形的示波管,电视机、摄像机里显示图像的显像管、摄像管都属于电子束线管,虽然它们的型号和结构不完全相同,但都有产生电子束的系统和电子加速系统,为了使电子束在荧光屏上清晰的成像,还要设聚焦、偏转和强度控制系统。

对电子束的聚焦和偏转,可以利用电极形成的静电场实现,也可以用电流形成的恒磁场实现。

前者称为电聚焦和电偏转,后者称为磁聚焦和磁偏转。

随着科技的发展,利用静电场或恒磁场使电子束偏转、聚焦的原理和方法还被广泛地用于扫描电子显微镜、回旋加速器、质谱仪等许多仪器设备之中。

在下面一系列实验中,我们要研究电子在各种电场和磁场中的运动规律。

实验的主要内容是:实验1:研究电场对电子的加速,电子束在匀强电场作用下的偏转。

实验2:纵向不均匀电场对电子束的聚集作用。

实验3:电子束在横向磁场作用下的偏转。

实验4:电子在纵向磁场中作螺旋运动的规律及电子荷质比的测定。

实验中采用的电子示波管型号8SJ3J,就是示波器中的示波管。

电子示波管的构造如图1所示。

仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢9仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢9当加热电流通过灯丝时,阴极«Skip Record If...»被加热并发射电子,栅极«SkipRecord If...»加上相对于阴极为负的电压,调节栅极电压的大小,可以控制阴极发射电子的多少,即控制光点的亮度。

第一阳极«Skip Record If...»相对于阴极«Skip Record If...»有很高的电压(约1 500V )用以加速电子;第二阳极«Skip Record If...»与第一阳极«Skip Record If...»之间构成聚焦电场,使发散的电子束在聚焦电的作用下汇聚起来,打在荧光屏上发出荧光。

电子束实验实验报告

电子束实验实验报告

电子束实验实验报告电子束实验实验报告引言电子束实验是一种重要的实验方法,通过聚焦电子束,可以对物质的结构和性质进行研究。

本实验旨在通过电子束实验,探究电子束在不同条件下的行为以及对物质的相互作用。

一、实验原理电子束实验是利用电子的波动性和粒子性来研究物质的一种方法。

电子束通过电子枪产生,经过聚焦系统后,可以形成一个细小的束流,进而与物质进行相互作用。

电子束与物质相互作用的方式包括散射、透射等。

二、实验装置实验装置主要包括电子枪、聚焦系统、样品台和探测器等。

电子枪是产生电子束的装置,聚焦系统用于控制电子束的尺寸和聚焦效果,样品台用于放置待测物质,探测器用于检测电子束与物质的相互作用。

三、实验步骤1. 开启实验装置,调整电子束的强度和尺寸,使其达到最佳状态。

2. 将待测物质放置在样品台上,调整样品台的位置和角度,使电子束能够与物质发生相互作用。

3. 观察电子束与物质的相互作用过程,并记录相关数据。

4. 根据实验数据,进行数据处理和分析,得出相应的结论。

四、实验结果与分析通过实验观察和数据分析,我们得到了以下结果:1. 不同能量的电子束与物质的相互作用方式不同。

低能量电子束主要通过散射与物质发生相互作用,而高能量电子束则更容易透射过物质。

2. 电子束的尺寸对与物质的相互作用也有影响。

较小尺寸的电子束更容易与物质的表面相互作用,而较大尺寸的电子束则更容易透过物质进行探测。

3. 不同物质对电子束的相互作用也存在差异。

某些物质对电子束的散射效应更强,而某些物质则更容易透射电子束。

根据以上结果,我们可以得出以下结论:1. 电子束实验可以用于研究物质的结构和性质。

2. 电子束的能量和尺寸对与物质的相互作用有重要影响。

3. 不同物质对电子束的相互作用方式存在差异。

五、实验误差与改进在实验过程中,由于实验装置和样品台的精度限制,以及环境条件的影响,可能会导致实验结果存在一定的误差。

为了减小误差,可以采取以下改进措施:1. 提高实验装置的精度和稳定性,确保电子束的强度和尺寸的准确控制。

【优质文档】电子束实验实验报告-word范文 (6页)

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本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==电子束实验实验报告篇一:电子束的偏转实验报告实验题目:电子束线的偏转实验目的1. 研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律;2. 了解电子束管的结构和原理。

仪器和用具实验原理1.电子束在电场中的偏转假定由阴极发射出的电子其平均初速近似为零,在阳极电压作用下,沿z方向作加速运动,则其最后速度vz可根据功能原理求出来,即eUA?移项后得到 vz?212mvz 22eUA(C.11.1) me式中UA为加速阳极相对于阴极的电势,为电子的电荷与质量之比(简称比荷,又称荷m质比).如果在垂直于z轴的y方向上设置一个匀强电场,那么以vz速度飞行的电子将在y方向上发生偏转,如图C.11.l所示.若偏转电场由一个平行板电容器构成,板间距离为d,极间电势差为U,则电子在电容器中所受到的偏转力为Fy?eE?eU(C.11.2) d??根据牛顿定律 Fy?m?y??因此 ?yeUdeU(C.11.3) md即电子在电容器的y方向上作匀加速运动,而在z方向上作匀速运动,电子横越电容器(来自: )的时间为 t?l(C.11.4) vz当电子飞出电容器后,由于受到的合外力近似为零,于是电子几乎作匀速直线运动,一直打到荧光屏上,如图C.11.l里的F点.整理以上各式可得到电子偏离z轴的距离N?KEU(C.11.5) UALl?l?1??? 2d?2L?式中KE?是一个与偏转系统的几何尺寸有关的常量.所以电场偏转的特点是:电子束线偏离z轴(即荧光屏中心)的距离与偏转板两端的电压成正比,与加速极的加速电压成反比.2.电子束在磁场中的偏转如果在垂直于z轴的x方向上设置一个由亥姆霍兹线圈所产生的恒定均匀磁场,那么以速度vz飞越的电子在y方向上也将发生偏转,如图C.11.2所示.假定使电子偏转的磁场在l范围内均匀分布,则电子受到的洛伦兹力大小不变,方向与速度垂直,因而电子作匀速圆周运动,洛伦兹力就是向心力,所以电子旋转的半径R?mvz(C.11.6) eB当电子飞到A点时将沿着切线方向飞出,直射荧光屏,由于磁场由亥姆霍兹线圈产生,因此磁场强度B?kI (C.11.7)式中k是与线圈半径等有关的常量,I为通过线圈的电流值.将(C.11.1)、(C.11.7)式代人(C.11.6)式,再根据图C.11.2的几何关系加以整理和化简,可得到电于偏离z轴的距离N?KMI(C.11.8) ALlk?l?e1? ??2?2L?m式中KM?也是一个与偏转系统几何尺寸有关的常量.所以磁场偏转的特点是:电子束的偏转距离与加速电压的平方根成反比,与偏转电流成正比.1 2 3 22电子管内部线路图实验内容1、研究和验证示波管中电场偏转的规律。

实验报告电子束

实验报告电子束

1. 了解电子束的基本概念和特性;2. 掌握电子束的制备方法;3. 研究电子束在不同材料上的作用和效果;4. 分析电子束在工业、医疗等领域中的应用。

二、实验原理电子束是一种由高速运动的电子组成的粒子流。

在真空中,电子束具有极高的速度和能量。

电子束的制备方法主要有以下几种:1. 电子枪:通过加热发射电子,使其在电场加速下形成电子束;2. 电子加速器:通过高电压加速电子,使其获得更高的能量;3. 电子显微镜:利用电子束的穿透性和衍射性,观察样品的微观结构。

电子束在物质中的传播会受到物质性质的影响,如电子束的穿透力、能量损失等。

电子束在不同材料上的作用和效果主要包括:1. 穿透作用:电子束能够穿透某些物质,如纸张、塑料等;2. 热效应:电子束在物质中传播时,会使物质产生热量;3. 化学效应:电子束能够激发物质中的原子或分子,使其发生化学反应;4. 生物学效应:电子束能够破坏生物体的细胞结构,达到治疗效果。

三、实验仪器与材料1. 电子枪;2. 电子加速器;3. 电子显微镜;4. 金属材料、非金属材料、生物样品等;5. 数据采集系统;6. 计算机软件。

1. 准备实验材料,包括金属材料、非金属材料、生物样品等;2. 将样品放置在实验台上,调整电子枪、电子加速器和电子显微镜的参数;3. 开启电子枪,使电子束射向样品;4. 观察电子束在样品中的传播情况,记录实验数据;5. 分析电子束在不同材料上的作用和效果;6. 利用数据采集系统记录实验结果,并使用计算机软件进行数据处理和分析。

五、实验结果与分析1. 电子束在金属材料上的传播情况:电子束在金属材料中传播时,会因材料特性而表现出不同的穿透力。

例如,在铝、铜等金属中,电子束的穿透力较强;而在钨、铂等金属中,电子束的穿透力较弱。

2. 电子束在非金属材料上的传播情况:电子束在非金属材料中传播时,会因材料特性而表现出不同的穿透力。

例如,在纸张、塑料等非金属材料中,电子束的穿透力较强;而在玻璃、陶瓷等非金属材料中,电子束的穿透力较弱。

物理实验技术中的电子束技术操作方法

物理实验技术中的电子束技术操作方法

物理实验技术中的电子束技术操作方法物理实验中的电子束技术操作方法电子束技术是一种在物理实验中广泛应用的重要工具。

它通过操控电子束,实现对物质的表面形貌和结构特征的研究,并为各种工业领域的材料表征和加工提供了关键技术。

在这篇文章中,我们将探讨物理实验技术中的电子束技术操作方法。

一、电子束技术概述电子束技术是利用电子的波粒二象性,在物质与电子束相互作用的过程中,通过观察电子在物质中传播的特性,研究物质的微观结构和性质。

具体操作方法包括电子束探针显微镜(EPMA)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等。

二、电子束技术操作实例1. EPMA电子束探针显微镜(EPMA)是实现非金属和低原子序数元素成分分析的有效手段。

首先,将样品放置在电子束前的样品室中。

然后,通过调节光束,使电子束聚焦到样品表面,并聚集起来形成尽可能小的电子束。

接下来,通过调整样品与探针之间的距离,以及扫描电子束的速度和定位,可获得样品表面的成分分布图。

2. TEM透射电子显微镜(TEM)是一种对物质进行高分辨率结构观察的先进仪器。

首先,将待观察的样品放置在TEM的样品室中。

然后,通过调整电子束的对焦模式和透射电子的能量,进而通过操纵光学镜来调节电子的透射方向。

最后,观察样品的透射电子图像,分析物质的晶格和晶体结构。

3. SEM扫描电子显微镜(SEM)可提供物质表面形貌和内部结构的高分辨率图像。

首先,将样品安装在SEM中,并使用导电涂层提高样品的电导。

然后,应用高压电子束扫描样品表面,并利用操纵电子源和透镜来使电子束聚焦到样品表面。

最后,通过探测器收集二次电子或后向散射电子,得到样品的表面形貌和构造特征。

三、电子束技术的应用电子束技术在材料科学、纳米技术、生物学、地质学等领域具有广泛的应用价值。

1. 在材料科学中,电子束技术可用于研究材料的微观结构、晶格缺陷和表面特性,为新型材料的设计和合成提供重要依据。

2. 在纳米技术领域,电子束技术可对纳米材料进行成分分析和形貌观察,从而揭示其特殊的物理、化学性质和应用潜力。

【推荐下载】大学物理实验电子束实验-范文word版 (18页)

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本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==大学物理实验电子束实验篇一:济南大学大学物理实验电子束(荷质比)实验电子束(荷质比)实验测量物理学方面的一些常数(例如光在真空中的速度c,阿伏加德罗常数N,电子电荷e,电子的静止质量m )是物理学实验的重要任务之一,而且测量的精确度往往会影响物理学的进一步发展和一些重要的新发现。

本实验将通过较为简单的方法,对电子e/m进行测量。

一、实验目的1、了解示波管的结构;2、了解电子束发生电偏转、电聚焦、磁偏转、磁聚焦的原理;3、掌握一种测量荷质比的方法。

二、原理(一)、电子束实验仪的结构原理电子束实验仪的工作原理与示波管相同,它包括抽成真空的玻璃外壳、电子枪、偏转系统与荧光屏四个部分。

图11、电子枪电子枪的详细结构如图1所示。

电子源是阴极,它是一只金属圆柱筒,里面装有一根加热用的钨丝,两者之间用陶瓷套管绝缘。

当灯丝通电(6.3伏交流)被加热到一定温度时,将会在阴极材料表面空间逸出自由电子(热电子)。

与阴极同轴布置有四个圆筒的电极,它们是各自带有小圆孔的隔板。

电极G称为栅极,它的工作电位相对于阴极大约是5-20V的负电位,它产生一个电场是要把从阴极发射出的电子推回到阴极去,只有那些能量足以克服这一阻止电场作用的电子才能穿过控制栅极。

因此,改变这个电位,便可以限制通过G小孔的电子的数量,也就是控制电子束的强度。

电极G′在管内与A2相连,工作电位V2相对于K一般是正几百伏到正几千伏。

这个电位产生的电场是使电子沿电极的轴向加速。

电极A1相对于K具有电位V1,这个电位介于K和G′的电位之间。

G′与A1之间的电场和A1与A2之间的电场为聚焦电场(静电透镜),可使从G发射出来的不同方向的电子会聚成一细小的平行电子束。

这个电子束的直径主要取决于A1的小孔直径。

适当选取V1和V2,可获得良好的聚焦。

【2018-2019】电子束实验报告-实用word文档 (10页)

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本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==电子束实验报告篇一:实验九、电子束的偏转605舍:海霞,晓珍,春云,文静实验九、电子束的偏转实验时间:201X.11 . 25篇二:电子束的偏转实验报告实验题目:电子束线的偏转实验目的1. 研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律;2. 了解电子束管的结构和原理。

仪器和用具实验原理1.电子束在电场中的偏转假定由阴极发射出的电子其平均初速近似为零,在阳极电压作用下,沿z方向作加速运动,则其最后速度vz可根据功能原理求出来,即eUA?移项后得到 vz?212mvz 22eUA(C.11.1) me式中UA为加速阳极相对于阴极的电势,为电子的电荷与质量之比(简称比荷,又称荷m质比).如果在垂直于z轴的y方向上设置一个匀强电场,那么以vz速度飞行的电子将在y方向上发生偏转,如图C.11.l所示.若偏转电场由一个平行板电容器构成,板间距离为d,极间电势差为U,则电子在电容器中所受到的偏转力为Fy?eE?eU(C.11.2) d??根据牛顿定律 Fy?m?y??因此 ?yeUdeU(C.11.3) md即电子在电容器的y方向上作匀加速运动,而在z方向上作匀速运动,电子横越电容器的时间为 t?l(C.11.4) vz当电子飞出电容器后,由于受到的合外力近似为零,于是电子几乎作匀速直线运动,一直打到荧光屏上,如图C.11.l里的F点.整理以上各式可得到电子偏离z轴的距离N?KEU(C.11.5) UALl?l?1??? 2d?2L?式中KE?是一个与偏转系统的几何尺寸有关的常量.所以电场偏转的特点是:电子束线偏离z轴(即荧光屏中心)的距离与偏转板两端的电压成正比,与加速极的加速电压成反比.2.电子束在磁场中的偏转如果在垂直于z轴的x方向上设置一个由亥姆霍兹线圈所产生的恒定均匀磁场,那么以速度vz飞越的电子在y方向上也将发生偏转,如图C.11.2所示.假定使电子偏转的磁场在l范围内均匀分布,则电子受到的洛伦兹力大小不变,方向与速度垂直,因而电子作匀速圆周运动,洛伦兹力就是向心力,所以电子旋转的半径R?mvz(C.11.6) eB当电子飞到A点时将沿着切线方向飞出,直射荧光屏,由于磁场由亥姆霍兹线圈产生,因此磁场强度B?kI (C.11.7)式中k是与线圈半径等有关的常量,I为通过线圈的电流值.将(C.11.1)、(C.11.7)式代人(C.11.6)式,再根据图C.11.2的几何关系加以整理和化简,可得到电于偏离z轴的距离N?KMI(C.11.8) ALlk?l?e1? ??2?2L?m式中KM?也是一个与偏转系统几何尺寸有关的常量.所以磁场偏转的特点是:电子束的偏转距离与加速电压的平方根成反比,与偏转电流成正比.1 2 3 22电子管内部线路图实验内容1、研究和验证示波管中电场偏转的规律。

电子束.doc

电子束.doc

1.1电子束焊接热过程的数值模拟研究现状经过百余年的发展,焊接已经逐步发展成为一门融冶金、机械、电工电子、力学等学科为一体的独立学科,但是在长期的发展中大都依靠长期积累的生产经验来解决生产中的实际问题,这种方法不仅费时费力,而且使生产成本大大增加。

随着科技的进步,计算科学的发展,数值模拟技术正在工程实际中发挥着不可估量的作用。

一旦焊接过程中的各种现象能够采用计算机来模拟,我们就可以通过计算机来优化设计焊接各种结构和材料时的设计、工艺方法和焊接规范。

通过数值模拟来分析焊接过程,再加上少量的实验来验证数值模拟在焊接中的正确性,此后就可以通过数值模拟来选取合适的焊接规范,从而避免大量的实验工作来确定合理的焊接工艺。

因此数值模拟标志着使包括焊接在内的热加工工艺研究从“定性”走向“定量”,从“经验”走向“科学”。

焊接数值模拟实际上就是通过设定合适的假设,建立简化的物理模型和控制方程,来描述焊接过程中各种复杂的现象(传热、传质、相变、应力和变形等),最终采用分析或者数值方法来求解控制方程的解,从而对焊接过程进行定量分析。

经过几十年的发展,开发出的数值解法主要有:差分法、有限元法、数值积分法、蒙特卡洛法等,其中有限元法是适应使用计算机而发展起来的一种比较有效的数值方法,因而在焊接数值模拟中发展和应用最为广泛。

目前,焊接数值模拟几乎已经遍及各个焊接领域,主要的研究内容有:(1)焊接热传导分析;(2)焊接熔池流体动力学;(3)电弧物理;(4)焊接冶金和焊接接头组织性能的预测;(5)焊接应力与变形;(6)焊接过程中的氢扩散;(7)激光焊、瞬态液相焊接等特殊焊接过程的数值分析;(8)焊接接头的力学行为。

焊接数值模拟中经常遇到的问题、物理现象和数值分析方法如表1-1所示[8]。

表1-1 焊接数值模拟的问题和数值方法[8]问题物理现象数值方法热源电磁差分法熔池传热与传质有限元法凝固相变数值积分法金相组织化学反应蒙特卡洛法残余应力扩散—焊接变形弹塑性,蠕变—裂缝失效—焊接结构强度断裂—1.1.1电子束焊接温度场数值模拟的研究现状焊接热过程的数值分析起源于20世纪40年代。

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本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==电子束实验数据篇一:实验九、电子束的偏转605舍:海霞,晓珍,春云,文静实验九、电子束的偏转实验时间:201X.11 . 25篇二:电子束实验电选二电子束实验随着近代科学的发展,电子技术的应用已深入到各个领域,关于带电粒子在电场、磁场中运动规律已成为掌握现代科学技术必不可少的居处知识。

我们常用示波器中的示波管(又名阴极射线管)来研究带电粒子在电场、磁场中运动的归路。

它的结构原理图如图一所示;它由电子枪、偏转系统及荧光屏组成。

电子枪的作用是发射电子把它加速到一定速度并聚成一细束;偏转系统是由两对平行电板构成,一对上、下放置叫Y轴转板或垂直偏转板,另一对左、右放置叫X轴偏转或水平偏转;荧光屏是用以显示电子束打在示波管端面的显示屏。

所有这几部分都密封在一只玻璃外壳中,玻璃壳内抽成高度真空,以避免电子与空气分子发生碰撞引起电子束的散射。

rr荧光屏高压电源图一电子枪内的阴极K被灯丝加热后,便在其前端(此处涂有金属氧化物以增加电子发射量)发射出大量电子。

由于控制栅极G的电位低于阴极K(相对于阴极K 大约5—10V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。

9实验十 电子束实验

9实验十 电子束实验

数据处理
1.课堂上填好如下表格
Y(cm) V2= V’2= Vy(V) V’y(V) -2.0 -1.0 0 1.0 2.0
2.课后完成:在坐标纸上画出y──Vy图线,计算 直线的斜率(即电偏转灵敏度)。 直线的斜率表示电偏转灵敏度的大小,直线的 斜率随加速电压的大小而变化,说明偏转灵敏度 与电子的动能大小有关或者说和速度大小有关。
实验步骤
(一)电子在横向电场作用下的运动(电偏转) 偏转系统由两对互相垂直的偏转板组成, 一对竖直偏转板Y1、Y2,一对水平偏转板 X1、X2。在两块Y(或X)偏转板间加上电 压时,受电场力的作用,通过两板之间的 电子束的方向发生偏转。 设偏转电极中心到荧光屏距离为L,电子在 荧光屏上的竖直偏移为y(图1),则有
1、理解电子束实验仪面板上各个旋钮的作 用,并能够正确使用。 2、主要实验内容包括四部分:电聚焦、电 偏转。要求正确使用电子束实验 仪和数显直流稳压源、完整记录测量数据 (包括有效数字和单位)。 3、通过用直角坐标纸作图及求直线的斜率, 求得电偏转和磁偏转的灵敏度。
二、实验仪器
电子束实验仪
三、实验原理
x bL Sx Vx 2dV2
具体操作
1.接插线 (已完成) 2.调焦:把聚焦选择开关置于“点”聚焦位置的反方向, 辉度(栅压)控制处在适当位置,调节聚焦电压,使屏上 光点聚成一细线 ,光线不要太亮,以免烧坏荧光物质。 3.测加速电压V2 :用万用表2500V档(量程选直流 1000V档,“+”表笔插2500V插孔) 4.测偏转电压 Vy :用数字表直流 200V档。 5.光线调零:用数字表测 Vy; 调 y偏转旋钮使 Vy为 0, 这时光线在 y轴上应在中心原点,若不在调Y调零旋钮使 光线处在中心原点。 6.测量不同V2(取两组)时的y── Vy

电子束实验

电子束实验

电子束实验引言电子束实验是一种用电子束对物质进行研究的实验方法。

电子束实验可以帮助我们了解物质的结构、性质及其相互作用。

本文将介绍电子束实验的原理、设备以及应用。

原理电子束实验基于电子的波粒二象性和它们与物质的相互作用。

电子既可以表现出波动性也可以表现出粒子性。

当电子束与物质相互作用时,其波动性和粒子性同时起作用。

电子束实验常用的原理包括电子散射、电子衍射和透射电子显微镜。

电子散射是一种通过测量电子束在物质中散射的方法来研究物质结构的实验技术。

根据散射角度和强度的变化,可以推断出物质内部的结构和性质。

电子衍射是一种通过将电子束通过晶体或其他周期性结构来测量衍射图案来研究物质结构的方法。

根据衍射图案中的峰的位置和强度,可以推断出物质的晶体结构和晶格参数。

透射电子显微镜是一种利用电子束被物质透射的原理来观察物质微观结构的仪器。

透射电子显微镜可以提供高分辨率的图像,并可以用于研究材料的晶体结构、化学组成和原子尺度的信息。

设备电子束实验需要使用特殊的设备来产生和探测电子束。

以下是常用的电子束实验设备:1.电子枪:用于产生高速电子束的装置。

电子枪通常由热阴极和聚焦系统组成。

2.加速器:用于将电子束加速到所需的能量。

加速器可以提供所需的能量和速度,使电子束具有足够的穿透力。

3.样品台:用来支撑和定位样品。

样品台可以调整样品的位置和角度,以便于测量。

4.探测器:用于探测电子束与物质相互作用产生的信号。

探测器可以测量电子散射、电子衍射或透射电子显微镜图像。

电子束实验在许多领域都有广泛的应用,包括材料科学、物理学、化学和生物学。

材料科学:电子束实验可以用于研究材料的晶体结构、缺陷和界面。

通过观察电子衍射图案和透射电子显微镜图像,可以了解材料的微观结构和性质,进而用于材料的设计和改进。

物理学:电子束实验在量子力学和固体物理学方面有重要的应用。

通过测量电子散射和电子衍射图案,可以验证量子力学理论,并研究材料的电子结构和能带结构。

电子束的实验报告

电子束的实验报告

电子束的实验报告电子束的实验报告引言:电子束是一种重要的实验工具,广泛应用于科学研究和工业生产中。

本实验旨在通过对电子束的产生、聚焦和探测等过程的研究,深入了解电子束的性质和应用。

一、电子束的产生电子束的产生是通过电子枪实现的。

电子枪是由阴极、阳极和加速电压等组成的装置。

在实验中,我们采用热阴极电子枪。

首先,将阴极加热,使其发射出大量电子。

然后,通过加速电压的作用,将电子加速形成电子束。

二、电子束的聚焦电子束的聚焦是实验中十分重要的一步。

在聚焦过程中,我们使用了磁透镜和电透镜。

磁透镜通过调节磁场的强弱和方向,使电子束聚焦在一个点上。

而电透镜则是通过调节电场的强弱和方向来实现聚焦。

通过合理调节磁透镜和电透镜的参数,我们成功地将电子束聚焦在一个非常小的区域内。

三、电子束的探测电子束的探测是我们研究电子束性质的关键步骤。

在实验中,我们采用了荧光屏和光电倍增管进行电子束的探测。

荧光屏是一种能够发出荧光的物质,当电子束击中荧光屏时,荧光屏会发出亮光。

通过观察荧光屏的亮度和形状变化,我们可以了解电子束的特性。

而光电倍增管则是一种能够将光信号转化为电信号的装置,通过测量光电倍增管输出的电信号,我们可以获得更加精确的电子束信息。

四、电子束的应用电子束在科学研究和工业生产中有着广泛的应用。

在科学研究方面,电子束可以用于材料表面的形貌和结构分析,如扫描电子显微镜(SEM)可以观察到物体的微观形貌。

在工业生产方面,电子束可以用于制造微电子器件,如电子束曝光机可以制造出微小的芯片和电路板。

此外,电子束还可以用于材料的表面改性和纳米加工等领域。

结论:通过本次实验,我们深入了解了电子束的产生、聚焦和探测等过程,并探讨了电子束在科学研究和工业生产中的应用。

电子束作为一种重要的实验工具,为我们研究微观世界和开展高精度加工提供了有力的支持。

希望通过今后的研究和实践,能够进一步发展和应用电子束技术,推动科学技术的进步和产业的发展。

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实验九电子束实验带电粒子在电场和磁场中的运动,在近代科学技术应用中,是许多领域中都经常遇到的一种物理现象。

示波器中用来显示电信号波形的示波管,电视机、摄像机里显示图像的显像管、摄像管都属于电子束线管,虽然它们的型号和结构不完全相同,但都有产生电子束的系统和电子加速系统,为了使电子束在荧光屏上清晰的成像,还要设聚焦、偏转和强度控制系统。

对电子束的聚焦和偏转,可以利用电极形成的静电场实现,也可以用电流形成的恒磁场实现。

前者称为电聚焦和电偏转,后者称为磁聚焦和磁偏转。

随着科技的发展,利用静电场或恒磁场使电子束偏转、聚焦的原理和方法还被广泛地用于扫描电子显微镜、回旋加速器、质谱仪等许多仪器设备之中。

在下面一系列实验中,我们要研究电子在各种电场和磁场中的运动规律。

实验的主要内容是:实验1:研究电场对电子的加速,电子束在匀强电场作用下的偏转。

实验2:纵向不均匀电场对电子束的聚集作用。

实验3:电子束在横向磁场作用下的偏转。

实验4:电子在纵向磁场中作螺旋运动的规律及电子荷质比的测定。

实验中采用的电子示波管型号8SJ3J,就是示波器中的示波管。

电子示波管的构造如图1所示。

当加热电流通过灯丝时,阴极K 被加热并发射电子,栅极G 加上相对于阴极为负的电压,调节栅极电压的大小,可以控制阴极发射电子的多少,即控制光点的亮度。

第一阳极1A 相对于阴极K 有很高的电压(约1 500V )用以加速电子;第二阳极2A 与第一阳极1A 之间构成聚焦电场,使发散的电子束在聚焦电的作用下汇聚起来,打在荧光屏上发出荧光。

X 、Y 偏转板是2对分别平行且相互垂直的金属极,在平行板上加不同的电压控制荧光屏上的光点的位置。

光点移动距离的大小与加在偏转板上的电压成正比。

实验1 电子束的加速和电偏转【实验原理】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加速或减速。

我们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。

A 1-第一阳极 A 2-第二阳极 f-灯丝G-栅极 K-阴极 X 、Y-偏认为从电子枪阴极发射出来的电子的初速为零。

管中阳极2A 相对于阴极K 具有几百甚至几千伏的正电位2V ,它产生的电场使得以阴极K 发散出来的电子沿轴向加速。

电子从2A 射出的动能为:2212z mv eV(1—1)电子在两偏转板之间穿过时,如果两板间电位差为零,电子笔直地穿过偏转板之间打在荧光屏中央(假定电子枪瞄准得很好)形成一个小亮斑;现在来看一种情况,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偏转。

图2表示了电子在垂直电场作用下的偏转情况。

图2 电子在垂直电场作用下的偏转情况 我们来看一下电偏转系统中偏转电场的形成与简化:在两排平行板间加电压d V 就可以形成电场。

偏转板长度为,两电极相距为d ,当平行板间的距离d 比长度小得多时,可以认为它形成的空间电场是均匀的,且在平行板的界外电场为零。

电偏转的原理:电子在均匀电场内以Z v 从平行于板的方向进入电场,在电场力的作用下, 它将获得一纵向的速度Y v ,但不改变轴向速度分量Z v 。

在y 方向(垂直Z v 方向)产生偏离位移。

2221222d d Z Z eV eV l l y at md v mv d⎛⎫===⎪⎝⎭ (1—2)d V —偏转电压(平行板间电位差) d —板间距离—板长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(极板中点位置)直接射出(如图2所示),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 (忽略荧光屏的微小弯曲)为:。

''''22222d y zd z z zeV lv md v eV l l l l l D L tg L L L v v mdv θ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎝⎭=+=+=+⋅=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭令 '2lL L += 有 2d ZeV lLD mdv = (1—3)将公式(1)代入(3)式有22d d V lLD S V dV ==•电 (1—4)S 电称为示波管的电偏转灵敏度:22lLS dV =电 (1—5)这一式子表明,偏转量随d V 增加而增加,还与成正比,电极板愈长偏转电场作用的时间愈长,引起的偏转愈大。

偏转量与d 成反比,两平行板的距离愈大,在给定电位差下所产生的偏转电场愈小。

2V 增大时,偏转电场作用的时间减少,电子的偏转量就减少。

【实验内容】1.水平偏转的测量(左、右偏转分别记录):保持加速电压2V 和聚焦电压1V 不变,测量x D 随dx V 的变化,每0.5cm 测量一次。

画出x D (或tg θ)随dx V 变化的曲线。

该曲线为何形状,为什么?注意记下2V ,1V 的数值。

(示波管的阴极到屏距L +/2l 为0.199m )2.改变加速电压,重新测量水平偏转:改变2V 的大小,再调节1V 到最佳聚焦,重复观察x D (或tg θ)与dx V 的关系,你能否预计这时曲线图形与上次有何不同,至少对两个以上2V 值进行重复测量。

画出x D (或tg θ)随dx V 的变化曲线把这些曲线画在同一张座标纸上,利用公式(4),你能预计会得到怎样的吗?3.垂直偏转的测量(上、下偏转分别记录):保持加速电压2V 和聚焦电压1V 不变,测量y D 随dy V 的变化。

画出y D (或tg )随dy V 变化的曲线。

注意记下2V ,1V 的数值。

实验2 电子束的聚集和辉度控制人们最初提出的产生电子束的方法是让电子束穿过一个小孔,只要孔径足够小,原则上可形成很细的电子束。

然而这种方案是行不通的。

因为热电子从阴极发射出来具有各个不同方向的速度,绝大多数打在阳极上。

只有很少一部分刚好穿过阳极的小孔。

结果使荧光屏的亮斑暗得很难观察。

不过,我们可以利用适当形状的电场来改变初速度不在电子管轴线方向的那些电子的方向,把电子会聚成较强的电子束,从而在屏上形成明亮的光点。

电场、磁场聚焦在电子显微镜中发挥重要作用。

本实验研究不均匀电场对电子束的聚集作用以及电子束强度的控制。

静电聚集与幻灯机中用反射镜和凸透镜构成的聚光系统的情况类似。

图2表示电子枪中各电极的剖面放大图。

图 3 电子枪中各电极的剖面放大图在电子枪内的第一加速阳极1A 与第二加速阳极2A 之间形成一个静电透镜,可解决上述问题。

其作用的原理如下:如图3给出了静电透镜聚焦作用的几何示意图,这是假定电子在两聚焦电极之间的区域的路程远小于电子的总路程时电子运动的轨迹简化形式。

假定从第一加速极出来的那些电子具有相同的轴向分量Z v ,但具有不同的径向速度分量。

在图3中任取一点P ,电子在该处是总会沿着F 与v 之间的某一方向运动,分析不同的点同样可得出电子的运动的轨迹如图3所示,达到电聚焦的作用。

若轴向分量Z v 不同,只是打到荧光屏的时间不同,但也可与前面或后面运动的电子在荧光屏上重合,但不能与同时出发的电子在荧光屏上同时重合。

聚焦作用的强弱可以通过改变1A 2A 之间的电压,从而改变其间的场强来实现的。

对于静电透镜有与光学透镜成像类似的公式:2121(1)(1)8R n n n Z Z n mm-++=(2—1)其中R 取决于与1A 和2A 电极直接相关的尺寸,而n 由1A 和2A 电极的电压,即电极确定后,静电成像取决于1A 和2A 电极的电压,有关系:n =(2—2)一般把比值12V V 设计成1/4左右(各类型的管子比值略不同),相对折射率为n =2,令Z 1=∞,Z 2=16cm (从2A 到屏的距离)代入(2-1)式可得R 的有效值1.5 cm ,n 总满足关系式:2(1)(1)168(1.5)n n n cm n cm -+=(2—3)这是一个三次方程,有三个根。

上面指出其中一个根为n =2,利用这一点可以找出另外两个根,其中一个根为负根没有物理意义。

(为什么?)另一个根为n =0.58,从而得到另一个聚集的电压比为1V =32V 。

电子束的强度由穿过G 电极上小孔的电子流所决定。

电极G 把阴极和其他电极几乎完全隔离开来,通常G 相对K 为负电位,其电场的作用是把电子推向阴极。

某些电子热运动能量足以使它穿越这一位,但G 愈负,穿越的电子数就愈小,G 通常称为控制栅,由于它对阴极的屏蔽不完全,电子束的强度及截止电压与加速电压的大小有关。

【实验内容】1.验证第一聚焦条件(1V <2V ):改变1V ,调2V (或改变2V ,调1V )使荧光屏上亮点达到最佳聚集,测量不同组合情况下2V 随1V 的变化,通过作图法求出n =。

实验3 电子束的磁偏转现在来研究磁场对电子运动的影响。

在本实验中将要观察电子束在与之相垂直的磁场作用下偏转现象。

洛伦磁力对粒子不作功,因为作用在粒子上的磁场力总是与运动方向垂直,由于这一原因在磁场中运动的带电粒子动能为常数,速率为常数,当然速度的方向是要变化的。

【实验原理】为使电子束偏转,通常在电子枪和荧光屏之间放置一对线圈,当线圈通以励磁电流I 时,在横向水平方向上将产生与电子束方向垂直的一均匀磁场,如图4所示。

当电子以速度Z v 垂直射入磁场时,必受洛仑兹力z f ev B =作用在磁场区域内作圆周运动,洛仑兹力就是向心力2z mv R ,所以电子旋转的半径zmv R eB=(3—1)电子离开磁场区域之后,因为B = 0,电子不受任何作用力,应作匀速直线运动,打在荧光屏上,由图3-1知,当ϕ角不很大时LhR b ==ϕtan (3—2) 由式(3-1)和(3-2)得磁偏转距离zebLh B mv =(3—3) 设电子进入磁场前加速电压为2V ,则加速场对电子做的功全部转变为电子的动能图4 电子束的磁偏2212z mv eV = 所以式(3-3)改写为h =(3—4)(3—4)式中,磁感应强度B 通常用产生磁场两偏转线圈中通过的电流的安培匝数表示,即B KnI =。

其中n 是偏转线圈单位长度匝数;I 是通过线圈的励磁电流;K 是比例系数,是与偏转线圈几何尺寸和磁介质有关的常量。

所以h =—5)由此可知,磁偏距离h 与励磁电流I 成正比,励磁电流越大,磁偏距离也越大。

若定义磁偏灵敏度δ磁为单位励磁电流所引起的电子束在荧光屏上偏转的距离Ih =磁δ (单位为mm/A) (3—6)将式(3-5)代入,得δ=磁—7)式(3-7)表明,磁偏灵敏度δ磁与加速度电压2V 的平方根成反比。

将式(3-7)与式(1-3)相比较可以看出,提高加速电压2V 对磁偏转灵敏度降低的影响比对电偏转灵敏度的影响小。

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