南昌大学物理实验报告

南昌大学物理实验报告

课程名称：大学物理实验 . 实验名称：电子束的偏转与聚焦 . 学院：信息工程学院专业班级：电子信息类163 学生姓名：张海文学号：6110116077

实验地点：基础实验大楼座位号：32

实验时间：第三、四周15:45-18:10

二、实验原理：

1、示波管的基本结构

示波管又称为阴极射线管，其密封在高真空的玻璃壳之中，它的构造如上图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转变为光），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交流电供电，其作用是将阳极加热，使阳极发射电子，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，阳极被加热发射电子，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，由阴极发射的电子，收到栅极与阴极间减速电场的作用，初速小的电子被阻挡，而那些初速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光屏的电子数，从而控制荧光屏上

则可认为内部为匀强磁场。

电子进入匀强磁场后，将会以轴向速度作匀速直线运动。同时以径向速度作匀速圆周运动。其合运动是一个螺旋线运动。

由于匀速圆周运动周期与垂直无关。故只要电子的轴向速度相同，经过整数周期后会聚焦于荧光屏上的一点，这就是磁聚焦。

电子作螺旋运动的螺距：

2

Z

Z

mv h v T

Be

π

==

5、电子荷质比的测量

从前面的讨论可知，电子的轴向速度由加速电压决定(电子离开阴极时的初速度相对来说很小，可以忽略)，

故有

2

2

1

2Z

mv eU

=

即有

2

2

Z

eU

v

m

=

可见电子在匀强磁场中运动时，具有相同的轴向速度，但由于电子发射方向各异，导致径向速度不同。因此他们在磁场中将作半径不同但螺距相同的螺线运动，经过时间T后，在相同的地方聚焦。

调节磁场B的大小，使螺距正好等于电子束交叉点到荧光屏的距离L0，这时荧光屏上的光斑就汇聚成一个小点。

（mm ） Ud （V ）

700V

-19.40

-15.10

-10.84

-7.36

4.43

10.14

15.04

20.48

900V

-23.93

-17.40

-12.34

-5.35

4.76

11.21

20.76

24.19

灵敏度为 1.10mm/v

222

d =⎪⎭

⎫ ⎝⎛

+==dU l L l U D S y

2.磁偏转

D （mm ） 20

15

10

5

-5

-10

-15

-20

I （mA ）

700V

84.3

65.1 45.3

21.4

-22.8

-40.5

-59.0

-78.4

900V

94.3

73.0

48.5

32.7

-20.2

-39.6

-62.3

-92.5

灵敏度为02

2m D e S K nlL I mU μ=

==0.2247mm/mA

3.磁聚焦和电子荷质比的测量

700V 800V 900V 1000V I 正 1.40 1.53 1.66 1.76 I 反 1.44 1.52 1.64 1.72 I 平

1.42

1.525

1.65

1.74

e/m

1.684631026*10^1

1

1.669297501*10^1

1

1.604198347*10^1

1

1.602820716*10^1

1

e/m 平

1.640236898*10^11

∈ =7.3257856%

。

-可编辑修改-