电子荷质比的测定(实验报告)

大学物理实验报告

实验名称磁聚焦法测电子荷质比

实验日期2010-04-24

实验人员袁淳(200902120406)

大学物理实验报告——磁聚焦法测电子荷质比

—第 1 页 共 2 页— 【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】

FB710电子荷质比测定仪。

【实验原理】

当螺线管通有直流电时，螺线管内产生磁场，其磁感应强度B 的方向，沿着螺线管的方向。电子在磁场中运动，其运动方向如果同磁场方向平行，则电子不受任何影响；如果电子运动力向与磁场方向垂直，则电子要受到洛伦兹力的作用，所受洛伦兹力为：

将运动速度分解成与磁感应强度平行的速度//v 和与磁感应强度垂直的速度⊥v 。//v 不受洛伦兹力的影响，继续沿轴线做匀速直线运动。⊥v 在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其方程为：

则

由阴极发射的电子，在加速电压U 的作用下获得了动能，根据动能定理，

则

保持加速电压U 不变，通过改变偏转电流I ，产生不同大小磁场，保证电子束与磁场严格垂直，进而测量电子束的圆轨迹半径r ，就能测量电子的m e

值。

螺线管中磁感应强度的计算公式以R

NI B 023)54(μ⋅=表示，式中0μ=4π×10-7H/m 。N 是螺线管的总匝

数=130匝； R 为螺线管的平均半径=158mm 。得到最终式： ()()kg C r

I U NIr UR m e /1065399.3321252212202⋅⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=μ 测出与U 与I 相应的电子束半径r

，即可求得电子的荷质比。 【实验步骤】

2)(2rB U m e =eU mv =221evB F =r mv evB F 2==rB e ν=

m