实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比

实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比

篇一：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 2020-04-24实验人员袁淳(202002120406)

【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：

F?evB

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。?在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其方程为：

2

mv

F?evB?

r

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，

2

e2U

?则 2m(rB)

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

v

e??

mrB

1

mv?eU2

束的圆轨迹半径，就能测量电子的

r

m值。

32

4?0NIB?()?螺线管中磁感应强度的计算公式以

5R

数=130匝； R为螺线管的平均半径=158mm。得到最终式：

表示，式中?0=4?×10

-7

H/m。N是螺线管的总匝

e?125?UR2U12

3.65399?10?22?C/kg??2m?32??0NIrIr

测出与U与I相应的电子束半径，即可求得电子的荷质比。

r

【实验步骤】

—第 1 页共 2 页—

1. 接通电子荷质比测定仪的电源，使加速电压定于120V，至能观察到翠绿色的电子束后，降至100V；

2. 改变偏转电流使电子束形成封闭的圆，缓慢调节聚焦电压使电子束明亮，缓慢改变电流观察电子束大小和偏转的变化；

3. 调节电压和电流，产生一个明亮的电子圆环；

4. 调节仪器后线圈的反光镜的位置以方便观察；

5. 移动滑动标尺，使黑白分界的中心刻度线对准电子枪口与反射镜中

的像，采用三点一直线的方法分别测出

电子圆左右端点S0和S1,并记录下对应的电压值U和电流值I。 6.

1

?S1?S0?得到电子圆的半径，代入最终式求出m；根据r?2

7. 改变U、I得到多组结果，求出平均值，与标准值进行比较，求出相对误差E 【实验数据】标准值em=1.75881962×1011 (C/kg)

【数据处理过程】 1. 根据r?

1

?S1?S0?计算出r2

，得到每个U和I对应的

r

2.

2U12

m?3.65399?10?22根据

rI

计算出每个m，得到e/m=1.800×1011 (C/kg)

3.

|m?m|

?100%=2.346% 将得到的e/m与标准值进行比较，得到相对误差E= m

电子束与磁场没有严格垂直导致误差；电子束具有一定宽度，导致测量误差；

测量者利用点一线法测半径时没有完全对齐导致随机误差；实验仪器精确度不够导致测量误差；

实验理论的不完善(如没有考虑电子的相对论效应)导致误差。

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【误差分析】

1. 2. 3. 4. 5.

篇二：预习报告--磁聚焦测定荷质比

实验预习报告

姓名：张伟楠同组姓名：

班级：F0703028

实验日期：2020.04.14

学号：5070309108 实验成绩：指导老师：批阅日期：

磁聚焦法测定电子荷质比

【原理简述（原理图、主要公式）】

1. 零电场测定电子荷质比

(L2+D2)

k=n2lNeUa=k2 mI

2

2. 电场偏转法测定电子荷质比

e8Uaθ2Ua= =c

【原始数据记录表】

1. 零电场测定电子荷质比

2. 电场偏转法测定电子荷质比

(1)在X偏转板上加交流偏转电压

(2)在Y偏转板上加交流偏转电压

篇三：电子束的偏转与聚焦实验报告

南昌大学物理实验报告

课程名称：普通物理实验（2）

实验名称：电子束的偏转与聚焦

学院：专业班级：

学生姓名：学号：

实验地点：座位号：

实验时间：

一、实验目的：

1、了解示波管的构造和工作原理。

2、定量分析电子束在匀强电场作用下的偏转情况和在均匀磁场作用

3、学会规范使用数字多用表。

4、学会磁聚焦法测量电子比荷的方法。

下的偏转情况。

二、实验仪器：

EB—Ⅲ电子束实验仪、直流稳压电源30V，2A、数字多用表。

三、实验原理：

1、示波管的结构

示波管又称为阴极射线管，其密封在高真空的玻璃壳之中，它的构造如图1

所示，主要包括三个部分：前端为荧光屏，（S，其用来将电子束的动能变为光），中间为偏转系统（Y：垂直偏转板，X：水平偏转板），后端为电子枪（K：阴极，G：栅极，A1：聚焦阳极，A2：第二阳极，A3：前加速阳极）。灯丝H用6.3V交流供电，其作用是将阴极加热，使阴极发射电子，电子受阳极的作用而加速。

2、电聚焦原理

电子射线束的聚焦是电子束管必须解决的问题。在示波管中，阴极被加热发

射电子，电子受阳极产生的正电场作用而加速运动，同时又受栅极产生的负电场作用只有一部分电子能够通过栅极小孔而飞向阳极。栅极G 的电压一般要比阴极K的电压低20~100V,由阴极发射电子，受到栅极与阴极间减速电场的作用，初速度小的电子被阻挡，而那些初速度大的电子可以通过栅极射向荧光屏。所以调节栅极电压的高低可以控制射向荧