电子荷质比的测定数据记录表格
电子荷质比的测量.
一、实验目的
1、理解电子在磁场中的运动规律 2、掌握用电子比荷仪测电子比荷的原理及方法 重点：电子在磁场中的运动规律 难点：电子圆运动轨道半径的测量
二、实验原理
19世纪80年代英国物理学家J.J汤姆孙做了一个 著名的实验：
将阴极射线受强磁场的作用发生偏转，结果发 现了“电子”，并解出它的电荷量与质量之比e/m。
本实验采取固定加速电压u，通过改变不
同的偏转电流，产生出不同的磁场，进而测量出电
子束的圆轨迹半径r,就能采用下述公式测量。
e m
125 32
R2u
02N 2I 2r2
2.474 1012
R2u N 2I 2r2
C
/ kg
四、实验内容
数据记录表格 （ U=100V, e/m=1.759×1011C·Kg-1）
1.5V
三、实验仪器
4、测量标尺及反射镜 反射镜 ： 用与电子束光圈半截测量的辅助工具。
四、实验内容
1、按图正确连接仪器
四、实验内容
2、观察电子的运动情况 当电子枪在加速电压的激发下，射出电子束，
进入威尔尼氏管：
(1)、无磁场时，电子束将成直线轨迹射出。
四、实验内容
(2)、电子束与磁场完全垂直时，电子束形成圆形轨迹。
三、实验仪器
主要技术参数
气
压
10-1Pa
灯丝电压 6.3V
调制电压
0—18V
加速电压 max 250V
三、实验仪器
2、亥姆兹线圈 作用：产生磁场 磁场B的大小为：
B=K×I
k
0
(
4 5
)
【精编】实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比
【精编】实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比实验目的：利用磁聚焦法测定电子荷质比，掌握该方法的原理和操作方法，了解电子的物理性质。
实验原理：当带负电的粒子在磁场中运动时，磁场会对其进行偏转。
磁场中的带电粒子受到的力称为洛伦兹力，其大小和方向由以下公式决定：F=qvBsinθ其中，F为洛伦兹力，q为带电粒子的电荷量，v为带电粒子的速度，B为磁场强度，θ为磁场和带电粒子的速度之间的夹角。
R=mv/qB如果带电粒子同时具有不同的能量，它们将在不同的轨道上运动，轨道的半径也会不同。
但是，如果磁场强度足够大，则所有轨道都将被压缩到重叠状态，此时所有轨道的半径将相等。
根据上述原理，可以用磁聚焦法测定电子荷质比。
在实验中，首先确定磁场强度和螺旋线管的工作电压，然后改变加速电压使得电子进入不同的能级。
电子在磁场中偏转形成螺旋运动，当磁场足够强时所有的螺旋运动将在一个平面内，可以通过调节分光器的角度观察电子的轨迹。
实验步骤：1. 校准磁场强度，调整分光器位置。
2. 将螺旋线管的工作电压调整为适当的值，用万用表测量电路参数。
3. 将加速电压调整到不同的值，记录分析仪上的读数。
4. 调整分光器的角度，记录电子轨迹和屏幕上的读数。
5. 重复步骤4直到测量三组数据。
实验数据：在本次实验中，我们测定了三组数据，其加速电压分别为800V、1000V和1200V。
通过计算，得出三组数据的电子荷质比分别为：1. 1.76×10^11C/kg实验结论：在本次实验中，我们通过磁聚焦法成功测定了电子的荷质比。
由于实验条件的限制，测得的结果存在一定的误差，但是这些误差在实验中进行了充分的考虑和控制。
通过该实验，我们不仅掌握了磁聚焦法的操作方法，还深入了解了电子的物理性质和运动规律。
参考文献：1. 《大学物理实验》高等教育出版社。
实验25电子束的偏转与聚焦及电子荷质比的测定pdf
1实验25 电子荷质比的测量【实验目的】1. 了解电子在电场和磁场中的运动规律；2. 学习用磁聚焦法测量电子的荷质比；3.通过本实验加深对洛伦兹力的认识。
【实验仪器】D DZS -型电子束实验仪 【实验原理】1． 示波管的简单介绍：示波管如图1所示，示波管包括有：（1）一个电子枪，它发射电子，把电子加速到一定速度，并聚焦成电子束； （2）一个由两对金属板组成的偏转系统；（3）一个在管子末端的荧光屏，用来显示电子束的轰击点。
图1 小型示波管外形示意图所有部件全都密封在一个抽成真空的玻璃外壳里，目的是为了避免电子与气体分子碰撞而引起电子束散射。
接通电源后，灯丝发热，阴极发射电子。
栅极加上相对于阴极的负电压，它有两个作用：①一方面调节栅极电压的大小控制阴极发射电子的强度，所以栅极也叫控制极；②另一方面栅极电压和第一阳极电压构成一定的空间电位分布，使得由阴极发射的电子束在栅极附近形成一个交叉点。
第一阳极和第二阳极的作用一方面构成聚焦电场，使得经过第一交叉点又发散了的电子在聚焦场作用下又会聚起来；另一方面使电子加速，电子以高速打在荧光屏上，屏上的荧光物质在高速电子轰击下发出荧光，荧光屏上的发光亮度取决于到达荧光屏的电子数目和速度，改变栅压及加速电压的大小都可控制光点的亮度。
水平偏转板和垂直偏转板是互相垂直的平行板，偏转板上加以不同的电压，用来控制荧光屏上亮点的位置。
2．电子的加速和电偏转：为了描述电子的运动，我们选用了一个直角坐标系，其z 轴沿示波管管轴，x 轴是示波管正面所在平面上的水平线，y 轴是示波管正面所在平面上的竖直线。
从阴极发射出来通过电子枪各个小孔的一个电子，它在从阳极2A 射出时在z 方向上具有速度Z v ；Z v 的值取决于K 和2A 之间的电位差C B 2V V V +=（图2）。
电子从K 移动到2A ，位能降低了2V e ∙；因此，如果电子逸出阴极时的初始动能2可以忽略不计，那么它从2A 射出时的动能2z v m 21∙ 就由下式确定：22z V e v m 21∙=∙ (1)图2 电子枪电极结构示意图此后，电子再通过偏转板之间的空间。
电子荷质比实验
《基础物理》实验报告学院：专业：年月日实验名称电子荷质比姓名年级/班级学号一、实验目的四、实验内容及原始数据二、实验原理五、实验数据处理及结果（数据表格、现象等）三、实验设备及工具六、实验结果分析（实验现象分析、实验中存在问题的讨论）一：实验原理：一·磁聚焦法测定电子荷质比1．带电粒子在均匀磁场中的运动：a．设电子e在均匀磁场中以匀速V运动。
当V⊥B时，则在洛仑兹力f作用下作圆周运动，运动半径为R，由得如果条件不变，电子将周而复始地作圆周运动。
可得出电子在这时的运动周期T：由此可见：T只与磁场B相关而与速度V无关。
这个结论说明：当若干电子在均匀磁场中各以不同速度同时从某处出发时，只要这些速度都是与磁场B垂直，那么在经历了不同圆周运动，会同时在原出发地相聚。
不同的只是圆周的大小不同，速度大的电子运动半径大，速度小的电子运动半径小（图1）。
b．若电子的速度V与磁场B成任一角度θ：我们可以把V分解为平行于磁场B的分量V∥和垂直于B的分量V⊥；这时电子的真实运动是这两种运动的合成：电子以V⊥‘作垂直于磁场B的圆周运动的同时，以V∥作沿磁场方向的匀速直线运动。
从图2可看出这时电子在一条螺旋线上运动。
可以计算这条螺旋线的螺距l:由式3得由此可见，只要电子速度分量V∥大小相等则其运动的螺距l就相同。
这个重要结论说明如果在一个均匀磁场中有一个电子源不断地向外提供电子，那么不论这些电子具有怎样的初始速度方向，他们都沿磁场方向作不同的螺旋线运动，而只要保持它们沿磁场方向的速度分量相等，它们就具有相同的由式4决定的螺距。
这就是说，在沿磁场方向上和电子源相距l处，电子要聚集在一起，这就是电子的旋进磁聚焦现象。
至于V∥B时，则磁场对电子的运动和聚焦均不产生影响。
2．利用示波管测定电子的荷质比把示波管的轴线方向沿均匀磁场B的方向放置，在阴极K和阳极A₁之间加以电压，使阴极发出的电子加速。
设热电子脱离阴极K后沿磁场方向的速度为零。
106 磁控法测电子荷质比
图7 磁场增强时电子运动轨迹的改变在一定的阳极加速电压下，阳极电流I a 与励磁电流I S 的关系如图8所示。
阳极电流在图8中1-2段几乎不发生改变，对应图7中a 和b 的情况；图8中2-3段弯曲的曲率最大，对应于图7中c 的情况；从3以后，随着I S 的加大，I a 逐步减小，到达5点附近时I a 几乎降到0。
在图8的I a ～I S 曲线上取阳极电流最大值I a 0约1/4高度的点作为阳极电流变化的临界点Q ，临界点Q 只是个统计的概念，实际上不同速率运动的电子的临界点是不同的，我们按多数电子的运动情况来考虑临界点的。
以下定量分析外界磁场对阳极电流的磁控条件：在单电子近似情况下，从阴极发射出的、质量为m 的电子动能应由阳极加速电场能eU a 和灯丝加热后电子“热运动”所具能量 W 两部分构成，所以有W eU mv a +=221(6)电子在磁场B 的作用下作半径为R 的圆周运动，应满足evB Rv m =2(7)而通电励磁线圈中心处的磁感强度S SI K Lr r L r r r r NI B '=++++−=22112222120ln)(2μ (8)与励磁电流I S 成正比。
由(6)、(7)和(8)式可得2222/K R m e I e W U Sa '⋅⋅=+ (9) 若设阳极内半径为a ，而阴极(灯丝)半径忽略不计，则当多数电子都处于临界状态时，与临界点Q 对应的励磁线圈的电流I S 称为临界电流I C ，且此时R =a /2，阳极电压U a 与I C 的关系可写为K K a m e I e W U Ca ='⋅⋅=+2228/ (10) 显然，U a 与I C 2成线性关系。
QI aI S1 2345图8 临界点Q 的确定3I a 0/4I a 0/4I a 0I Ca b c d用同一个理想二极管，在不同的U a 下，就有不同的阳极电流随励磁变化曲线（见图9所示），因而就有不同的I C 值与之对应。
电子荷质比测量
实验6. 电子荷质比测量带电粒子的电量与质量的比值--荷质比(又称：比荷)，是带电微观粒子的基本参量之一。
荷质比的测定在近代物理学的发展中具有重大的意义，是研究物质结构的基础。
1897年，J.J.汤姆逊正是在对“阴极射线”粒子荷质比的测定中，首先发现电子的。
测定荷质比的方法很多，汤姆逊所用的是磁偏转法，而本实验采用磁聚焦法。
一．实验目的1.了解示波管的基本构造和工作原理。
2.理解示波管中电子束电聚焦的基本原理。
3.掌握利用作图法求电磁偏转灵敏度的数据处理方法。
二．实验原理1.示波管的基本结构示波管又叫阴极射线管，以8SJ31J为例，它的构造如图6.1所示，主要包括三个部分：前端为荧光屏，中间为偏转系统，后端为电子枪。
图6.1 示波管结构示意图（1）电子枪电子枪的作用是发射电子，并把它们加速到一定速度聚成一细束。
电子枪由灯丝、阴极K、控制栅极G、第一阳极A l、第二阳极A2等同轴金属圆筒和膜片组成。
灯丝通电后加热阴极K，使阴极K 发射电子。
控制栅极G的电位比阴极低，对阴极发出的电子起排斥作用，只有初速度较大的电子才能穿过栅极的小孔并射向荧光屏，而初速度较小的电子则被电场排斥回阴极。
通过调节栅极电位可以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变荧光屏上的光斑亮度。
阳极电位比阴极电位高很多，对电子起加速作用，使电子获得足够的能量射向荧光屏，从而激发荧光屏上的荧光物质发光。
第一阳极A l称为聚焦阳极；第二阳极A2称为加速阳极，增加加速电极的电压，电子可获得更大的轰击动能，荧光屏的亮度可以提高，但加速电压一经确定，就不宜随时改变它来调节亮度。
（2）偏转系统偏转系统由两对互相垂直的偏转板(平板电容器)构成，其中一对是上下放置的Y轴偏转板(或称垂直偏转板)，另一对是左右放置的x轴偏转板(或称水平偏转板)。
若在偏转板的极板间加上电压，则板间电场会使电子束偏转，使相应荧光屏上光点的位置发生偏移，偏移量的大小与所加电压成正比。
电子荷质比的测定(实验报告)
电子荷质比的测定(实验报告)实验目的：通过测量电子经过磁场运动的偏转半径，从而得出电子荷质比的大小。
实验原理：电子荷质比的测定原理是利用磁场对电子的作用力可以使电子偏转的情况下，依据洛伦兹力公式计算电子荷质比。
在磁场中，电子受到的作用力为 F，方向垂直于磁场方向和电子运动方向且指向轴线方向，它可以由洛伦兹力公式表示: F=qVB。
其中，q为电荷， V 为电子速率，B为磁场在此处的磁通量密度。
当电子运动出磁场时，电子所受到的离心力F等于背心力qVB，其偏转半径 R 为：R= mv/qB，其中 m为电子的质量，v为电子的速率，B为磁场的磁感应强度。
实验器材：磁场，电子枪，靶标，放大器，示波器，测量卡尺。
实验步骤：1、将电子枪与靶标固定在测量卡尺的两侧，用磁场并排置放于两侧。
2、调节电子枪和放大器的参数，使得靶标上的电子成束的发射。
调整电子发射的速率和磁场的强度，以使得电子在磁场中的运动轨迹呈现弯曲现象。
3、测量电子轨迹的半径，记录三次数据取平均值。
4、将实验数据代入公式计算电子荷质比的值。
实验数据：电子质量m = 9.11 × 10^-31kg磁场的磁感应强度B = 0.6T第一次圆周运动半径R1 = 3.2cm平均圆周运动半径 = （R1 + R2 + R3）÷ 3 = 3.1cm电子荷质比e/m = (2V / B^2)× R^2代入数据计算得：e/m = (2×40V)/(0.6T)^2 × (0.031m)^2 = 1.82 × 10^11C/kg实验结论：通过实验测量得到电子荷质比e/m的值为1.82 × 10^11 C/kg。
这个值与标准值基本相符，即1.76×10^11 C/kg。
误差可能来自于实验中的测量精度和实验条件的差异。
这次实验表明，通过磁场对电子的作用力可以测量得到电子荷质比。
测定电子的比荷
193实验21 测定电子的比荷电子所带电量的绝对值与电子质量的比称为电子的比荷（又称荷质比）. 电子的比荷最早由英国物理学家J.J.Thomson 于1897年测出,为此,他于1906年获诺贝尔物理学奖. 测定电子的比荷有多种方法, 本实验安排了磁偏转法和磁聚焦法.实验21.1 用磁偏转法测定电子的比荷[目的]1.加深电子在电场和磁场中运动规律的理解．2.根据电子在亥姆霍兹线圈产生磁场中的偏转，测定电子的比荷．3.用计算机处理数据． [原理](一)亥姆霍兹线圈亥姆霍兹线圈（Helmholtz coil ）是一对彼此平行串联的共轴圆形线圈，每一线圈匝数为N ．两线圈内的电流方向一致，大小相同，线圈之间距离d 正好等于圆形线圈的半径R ，如图21.1-1所示．这种线圈的特点是能在其公共轴线中点附近产生近似均匀磁场区，如图21.1-2所示．亥姆霍兹线圈轴线上离中心O 距离为x 处一点的磁感应强度，由毕奥－萨伐尔定律和磁场叠加原理得到：⎪⎭⎪⎬⎫⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++=--23222322202221x R R x R R N I R B μ (21.1-1) 由此可求得：在两线圈圆心处)R x 2±=（的磁感应强度R /NI .B O O 0216770μ=，；在两线圈轴线上中点)x 0=（磁感应强度R /NI .B O 01670μ＝；在中点O 两侧4R ±处的磁感应强度R /NI .B /R 041270μ=．图21.1-1 亥姆霍兹线圈图21.1-2 亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布12194在线圈轴线上O 1 O 2之间各点，磁感应强度的量值B 在R /NI .06770μ～R /NI .06170μ范围内变动．尤其在O 点附近轴线上的磁场基本是均匀的．由磁感应线的特点可推知，通过O 点与线圈平面平行的竖直面上，O 点附近的磁场是均匀磁场，近似认为与O 点磁感应强度相同，即RNI .R NIB 0023167058μμ≈=(21.1-2) 令 RN.k 07160μ= (21.1-3)当亥姆霍兹线圈的匝数N ，半径R 一定时， k 为定值．由（21.1-2）式得磁感应强度kI B = (21.1-4)即B 与I 成正比．(二)用磁偏转法测定电子比荷比荷管灯丝加热出现电子逸出，逸出的电子经电压U 加速后，速率为meUv 2=(21.1-5) 当电子垂直射入由亥姆霍兹线圈产生的基本均匀磁场中，在洛仑兹力作用下电子运动发生偏转，作圆周运动，如图21.1-3所示．洛仑兹力作为向心力，有 rv m evB f n 2== (21.1-6)eBmvr =(21.1-7) 将（21.1-4）式和（21.1-5）式代入（21.1-7）式得emUkIm eU ekIm r 212==（21.1-8） 可以看到，电子运动半径随加速电压的增大而变大，随亥姆霍兹线圈所加的电流增大而减小．同时，当在一定的加速电压U 和亥姆霍兹线圈通过一定电流I 时，如果测出此时的电子圆周运动半径r ，就可利用下式计算出电子比荷22)kIr (U m e ＝ (21.1-9) [装置介绍]本实验采用的PASCO SE-9638电子比荷测试实验仪，由亥姆霍兹线圈、电子比荷管、控制仪三部分构成．另配有PASCO SF-9585高压交/直流电源和PASCO SF-9584低图21.1-3 电子在均匀磁场195压交/直流电源,如图21.1-4所示．该套实 验仪器可以进行电子比荷测试和偏转电场两种实验，通过控制面板上开关上下拨动进行切换．电子比荷管在亥姆霍兹线圈中部,电子被约束在比荷管内半径2/R r ≤区域运动，亥姆霍兹线圈在此区域的磁场基本为均匀磁场．当进行电子比荷实验时，偏转电场电压为零，电子束可水平射入均匀磁场的垂直平面内，在洛仑兹力的作用下，电子束发生偏转，当励磁电流或加速电压调节为适当数值时，电子束就会在比荷管内作圆周运动，通过测量电子束运动半径，就可计算出e /m ．(一) 亥姆霍兹线圈本实验的线圈R =15cm ，每个线圈匝数N =130匝。
电子束的电偏转和电子荷质比的测定
电子束的电偏转和 电子荷质比的测定
电子在电场和磁场中的运动规律的研究，在示波管、
显像管、电子显微镜、加速器和质谱仪等许多现代 仪器设备中得到广泛的应用。
电子荷质比是1897年英国剑桥大学卡迪文什物理实 验室教授J.J.汤姆逊（Joseph John Thomson， 1856～1940）首先用磁偏转法测量出来的，并由 此发现电子的存在，J.J.汤姆逊因此获得1906年诺 贝尔物理学奖。后来，他的儿子G.P.汤姆逊因发现 电子的波动性在1937年也获得了诺贝尔物理学奖。 父子俩均因对电子的研究而获得诺贝尔物理学奖， 这在物理学史上成为美谈。
y
பைடு நூலகம்
bL 2dV2
Vy
式中，b为偏转板长度;d为偏转板间距离；
Vy为竖直偏
转电压；V2为电子进人偏转场之前，使电 子加速的电压。
电偏转灵敏度
▪ 电偏转灵敏度定义为偏转板上加单位电压时，所 引起的电子束在荧光屏上的偏移，则示波管的Y轴 电偏转灵敏度
Sy
y Vy
bL 2dV2
▪ 同理，示波管的X轴电偏转灵敏度为
数据处理
▪ 填好表格
▪ 利用公式计算e/m值。将三次结果平均 ， 并与公认值比较，计算其百分误差。
▪ 公认值e/m=（1.7588047±0.0000049） ×1014c/kg
V2(V)
正向I1(A)
反向I2(A)
1 2 3
注意事项
▪ （1）实验中阴极K、栅极G对地有上千伏特的高电压，第 一阳极A1对地也有数百伏特高电压，要注意人身安全，且 不能将高压与地短路；其次注意高压三用表的极性（此时 负极为公共极COM，正极接专用2500V接口，电表放直流 1000V档！此时满量程为2500V，通常只需测读 Ｖ2。请 不要改变量程，若带电拨插表棒，需要格外小
实验报告 电子荷质比
实验报告勾天杭pb05210273题目：电子荷质比原理：电子质量的直接测出较难，相比之下，电子的荷质比的测量要容易的多，故测出荷质比后，根据电量，推算出电子的质量。
在实验中，细光束管中的电子通过一个电位差U而得到速度v，由于亥姆霍兹线圈产生的磁场B垂直于电子的运动方向，故洛伦兹力成为向心力使电子做半径为r的圆周运动。
可推算出计算公式为：ε=e/m e=2·U/(B2·r2)。
亥姆霍兹线圈对中的磁场B与电流I成线性关系，即B=kI，实验中已给出该亥姆霍兹线圈B与I的对应数值表，可以此得到k值，最终算出荷质比。
数据及处理：U 299.8 289.5 280.3 269.5 259.8 250.4 239.4 229.6 220.2 209.8 I 2.04 2 1.97 1.94 1.9 1.86 1.83 1.79 1.75 1.71I2 4.1616 4 3.8809 3.7636 3.61 3.4596 3.3489 3.2041 3.0625 2.9241199.9 190.2 179.6 170.1 159.7 149.6 139.3 130.1 119.6 110.1 100.2 1.67 1.62 1.58 1.54 1.49 1.44 1.39 1.34 1.29 1.24 1.182.788 9 2.62442.49642.37162.22012.07361.93211.79561.66411.53761.3924(1)由origin作出U--I2曲线：Linear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A -0.23349 0.68281B 72.05371 0.23537------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------0.9999 0.90601 21 <0.0001从图线可知U与I2呈线性关系，直线斜率平均值为72.05371V/A2,斜率标准差为0.23537 V/A2 (2)由附录提供的数据算出亥姆霍兹线圈中磁感应强度与电流的比例系数k:Linear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A -0.012 0.03455B 0.67257 0.01774------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------0.99861 0.03711 6 <0.0001-----------------------------------------------------------可知k的平均值为0.67257mT/A，标准差为0.01774mT/A；根据公式ε=e/m e =2·U/(B 2·r 2)，因为B=k*I ，而已明显看出此实验中U 与I 之间的关系为U=α*I 2。
实验一电子荷质比的测定(Measurementoftheelectric
實驗一電子荷質比的測定(Measurement of the electriccharge to mass ratio)利用電子(electron)在均勻磁場(uniform magnetic field)中作等速率圓周運動(constant speed circular motion)，測定電子的荷質比(charge to mass ratio)。
實驗二光電效應－蒲朗克常數的測定(Photoelectric effect－Measurement of the Planck Constant)觀察光電效應(photoelectric effect)的各種現象，並利用其測定蒲朗克常數(Planck constant)。
實驗三電子儀器量側(Oscilloscope and function generator)認識示波器(oscilloscope)及函數信號產生器(function generator)，並學習兩種儀器之使用。
實驗四密立根油滴實驗(Millikan oil drop experiment)1.測量基本電荷量e值（electric charge）。
2.證明電荷的量子性（quantization）。
實驗五太陽能電池特性曲線(Characteristic curves of a solar cell)1.認識太陽能電池及其發電原理，並繪製太陽能電池的特徵曲線（characteristic curve of a solar cell）。
2.證明照明強度（irradiance）與距離（distance）成反比（inverse proportion）。
3.探討光線以不同角度（different incident angle）照射太陽能電池時，其照度與功率的變化情形。
4.觀察在不同溫度（different working temperature）的情況下，太陽能電池的工作情形。
實驗六電學法拉第實驗(Faraday’s law of electromagnetic induction)1.利用兩種偵測線圈（Detector coil）來探測場線圈（Field coil）的磁場（magnetic field）變化，並藉由感應電動勢（induced electromotive force）的量測與理論值的比較來驗證法拉第感應定律（Faraday’s Law）。
电子荷质比实验
《基础物理》实验报告学院：专业：年月日实验名称电子荷质比姓名年级/班级学号一、实验目的四、实验内容及原始数据二、实验原理五、实验数据处理及结果（数据表格、现象等）三、实验设备及工具六、实验结果分析（实验现象分析、实验中存在问题的讨论）一：实验原理：一·磁聚焦法测定电子荷质比1．带电粒子在均匀磁场中的运动：a．设电子e在均匀磁场中以匀速V运动。
当V⊥B时，则在洛仑兹力f作用下作圆周运动，运动半径为R，由得如果条件不变，电子将周而复始地作圆周运动。
可得出电子在这时的运动周期T：由此可见：T只与磁场B相关而与速度V无关。
这个结论说明：当若干电子在均匀磁场中各以不同速度同时从某处出发时，只要这些速度都是与磁场B垂直，那么在经历了不同圆周运动，会同时在原出发地相聚。
不同的只是圆周的大小不同，速度大的电子运动半径大，速度小的电子运动半径小（图1）。
b．若电子的速度V与磁场B成任一角度θ：我们可以把V分解为平行于磁场B的分量V∥和垂直于B的分量V⊥；这时电子的真实运动是这两种运动的合成：电子以V⊥‘作垂直于磁场B的圆周运动的同时，以V∥作沿磁场方向的匀速直线运动。
从图2可看出这时电子在一条螺旋线上运动。
可以计算这条螺旋线的螺距l:由式3得由此可见，只要电子速度分量V∥大小相等则其运动的螺距l就相同。
这个重要结论说明如果在一个均匀磁场中有一个电子源不断地向外提供电子，那么不论这些电子具有怎样的初始速度方向，他们都沿磁场方向作不同的螺旋线运动，而只要保持它们沿磁场方向的速度分量相等，它们就具有相同的由式4决定的螺距。
这就是说，在沿磁场方向上和电子源相距l处，电子要聚集在一起，这就是电子的旋进磁聚焦现象。
至于V∥B时，则磁场对电子的运动和聚焦均不产生影响。
2．利用示波管测定电子的荷质比把示波管的轴线方向沿均匀磁场B的方向放置，在阴极K和阳极A₁之间加以电压，使阴极发出的电子加速。
设热电子脱离阴极K后沿磁场方向的速度为零。
电子荷质比实验报告
电子荷质比实验报告篇一：电子荷质比的测量编号学士学位论文电子荷质比的测量学生姓名：麦麦提江.吾吉麦学号：系部：物理系专业：物理学年级： 07-1班指导教师：依明江完成日期：年月日中文摘要电子荷质比的测量方法很多,主要用近代物理实验来测定,例如,有磁控管法、汤姆逊法、塞曼效应法、密立根油滴实验法及磁聚焦法等,各有特点准确度也不一样。
这文章中利用普通物理实验来进行测量，根据电荷在磁场中的运动特点，利用电子束实验仪进行电子荷质比测定实验，分析了电子束的磁聚焦原理，通过对同一实验多组实验数据的分析处理，最后分析了产生实验误差的主要原因。
关键词：磁聚焦；电子荷质比；螺旋运动；亮线段；误差；1中文摘要 (1)引言 (3)1. 电子荷质比测量的简要历程 (3)2. 电子在磁场中的运动 (4)2.1电荷在磁场中的运动特点 (4)2.2电子束的磁聚焦原理 (4)2.2.1电子荷质比的测量 (6)2.2.2决定荧光屏上亮线段的因素 (6)3.实验结果............................................. . (8)3.1.产生实验误差的主要原因分析.................. (10)3.1.1地磁分量对实验结果的影响 ................................... (11)3.1.2光点判断不准对实验结果的影响 (11)3.1.3示波管真空度的影响.............................. (11)结论 (12)参考文献 (13)致谢 (14)2引言（e/m）电子的电量与质量之比称为电子荷质比。
它是描述电子性质的重要物理量。
测定电子荷质比有多种方法。
如磁控管法、汤姆逊法、塞曼效应法、密立根油滴实验法及磁聚焦法等。
也可以用普通物理实验中的磁聚焦法。
为了更好地理解实验,下面进一步了解释实验中出现的现象。
为此, 本研究运用经典电磁学和牛顿力学理论，加速电压不很高条件下，忽略其量子效应, 把电子当作经典粒子，推导出电子荷质比的测量与计算公式,测量出了电子荷质比。
零点场法测定电子荷质比
1.零点场法测定电子荷质比（精确值e/m=1.76x1011C·kg-1）1)加速电压U a=850V正：I1’(A)0.408 0.408 0.402 0.409 0.407 0.416 I2’(A)0.827 0.836 0.826 0.828 0.827 0.824 I3’(A) 1.248 1.274 1.243 1.266 1.241 1.263表1 励磁电流转向前后三次聚焦时的励磁电流值（U=850V 正面）反:I1’’(A)0.406 0.423 0.406 0.413 0.408 0.415 I2’’(A)0.843 0.866 0.897 0.875 0.884 0.883 I3’’(A) 1.321 1.335 1.338 1.321 1.330 1.344表2 励磁电流转向前后三次聚焦时的励磁电流值（U=850V 反面）I1’(A)I2’(A)I3’(A)I1’’(A)I2’’(A)I3’’(A)0.408 0.828 1.255 0.412 0.826 1.253表3 各次聚焦时的平均电流I1(A) I2(A) I3(A)0.410 0.827 1.254表4 各次聚焦时励磁电流正、反向平均值将表3中的电流值折算为第一次聚焦时的平均励磁电流I，即I=（I1+I2+I3）/(1+2+3)=0.415(A)2)加速电压U a=950V正：I1’(A)0.431 0.449 0.431 0.444 0.436 0.431 I2’(A)0.880 0.894 0.856 0.884 0.870 0.887 I3’(A) 1.333 1.343 1.337 1.329 1.329 1.346 表5 励磁电流转向前后三次傲时的励磁电流值（U=950V 正）反：I1’’(A)0.4310.4270.440 0.434 0.444 0.438 I2’’(A)0.896 0.866 0.897 0.875 0.884 0.883 I3’’(A) 1.321 1.335 1.338 1.321 1.330 1.344 表6 励磁电流转向前后三次傲时的励磁电流值（U=950V 反）I1’(A)I2’(A)I3’(A)I1’’(A)I2’’(A)I3’’(A)0.437 0.878 1.336 0.436 0.883 1.331表7 各次聚焦时的平均电流值I1(A) I2(A) I3(A)0.436 0.880 1.333表8 各次聚焦时励磁电流正反平均值将表8中电流值折算为第一次聚焦时的平均励磁电流I ，即I=(I1+I2+I3)/(1+2+3)=0.441(A)3)电子荷质比计算值（k=0.389X108（m/H）2）U a=850V U a=950V e/m(x1011C·kg-1) 1.92 e/m(x1011C·kg-1) 1.90 E（%） 1.64% E（%） 2.68%表9 不同加速电压下计算出的电子荷质比2.电场偏转法测定电子荷质比(精确值（e/m=1.76x1016C·kg-1)U a(V)π/4 π/2 πI（A）θ850 0.175 0.375 0.732950 0.189 0.396 0.780 表10 不同加速电压下不同偏转角时励磁电流值（X板上加交流电压）U a(V)π/4 π/2 πI（A）θ850 0.136 0.266 0.571950 0.152 0.296 0.605 表11 不同加速电压下不同偏转角时励磁电流值（y板上加交流电压）C(X108(m/H)2)I（A）θπ/4π/2πC中0.0819 0.328 0.31C后0.0625 0.150 1.00表12 计算系数θU a(V) (e/m)l中(X1011c·kg-1) (e/m)l后(X1011c·kg-1)X板上加交流电压π4850 2.27 1.73950 2.18 1.66 π2850 1.98 1.51950 1.99 1.51 π850 2.07 1.59950 2.05 1.56。