电子束的偏转与聚焦研究

1、 专 题 实 验 究 与 创 新 物理与电信工程学院 物理1202班 电子束的偏转与聚焦研究 姓名：杜超、雷钢、郝亚茹 年级：物理1202 专业：物理学 指导老师：周平和【摘要】：【关键字】：电偏转、磁偏转、电聚焦、磁聚焦、荷质比。【正文】 一、阴极射线管的基本结构 示波器动态显示随时间变化的电压信号思路是将电压加在电极板上，极板间形成相应的变化电场，使进入这变化电场的电子运动情况相应地随时间变化，最后把电子运动的轨迹用荧光屏显示出来。示波器主要由示波管和复杂的电子线路构成。示波器的基本结构见图1。 图（1）示波器的基本结构(1) 2实验内容 V2S/mmV09182736456372900v

2、04.17.51215.118.923.527.41200v03.15.58.411.614.217.620.4V2S/mmV09182736456372900v07.113.619.625.431.338.244.71200v04.39.113.918.323.227.833.4图中画出了某一方向散离轴线的电子的运动轨迹。电子在电场中受到与电力线相切的电场力F的作用，现在将F分为轴向分量Fz和径向分量Fr，Fz使电子沿轴向加速运动，而Fr在电子透镜前半部，使电子运动轨道靠近Z轴弯曲，在电子透镜后半部，则背离Z轴。由于Fz的作用，电子一直处于加速状态，所以在电子透镜后半部，电子停留时间较短，径

3、向力的总效果将使电子运动轨道向Z轴方向弯曲。因此，电子透镜对电子束起着聚焦作用。电子束通过电子透镜能否聚焦荧光屏上，与第一阳极电压V1和第二阳极电压V2的单值无关，仅取决与它们的比值V1/V2，改变第一阳极与第二阳极的电势差，相当于改变电子透镜的焦距，选择合适的V1 与V2的比值，就可以使电子束的汇聚点恰好落在示波器的荧光屏电子电力线等位线ZFrFFzFzFrF电力线ZV1V2 V1V2A1A1A2A2等位面误差计算：=(1.76-1.71)/1.76 100% 2.8%数据处理：对第一组数据：，,得到磁场强度=.得到电子的荷质比同理得：第二组：I=0.48A,荷质比=1.67第三组：I=0.

4、26A,荷质比=1.70第四组：I=0.545A,荷质比=1.72则电子荷质比 相对误差 E= 7、 实验结论在不同阳极电压下，偏转灵敏度会不同，增加加速电压后，对同样的偏转度，需要更大的偏转电压，也就是增加了偏转电压的变化幅度，因而增加了灵敏度。 3、电聚焦与磁聚焦的原理是电聚集是利用同性电域相互排斥的原理来实现的，磁聚集应该没有使用的吧，有磁偏转，利用磁场对电流的作用力来实现的。 4、众所周知，快速运动的电子会在阴极射线管的荧光屏上留下运动的痕迹，可以利用观察此光迹的方法来研究电子在电场和磁场中的运动规律。本实验仪采用的阴极射线管为8SJ31J示波管。以此管中轴线为基准线（Z轴方向），所施

5、加的电场可分为纵向电场（可分加速电场和聚焦电场），横向电场（可分水平和垂直偏转电场，即X轴方向电场和Y轴方向电场）；所施加的磁场可分为纵向磁场（聚焦磁场）和 横向磁场（水平偏转磁场）。通过对上述各电场与磁场的组合，实验仪可完成电聚焦特性的测定，水平电偏转灵敏度的测定，垂直电偏转灵敏度的测定，磁偏转灵敏度的测定，截止栅偏压的测定等实验。利用纵向磁场聚焦法可测定电子荷质比e/m，同时还可观察在纵向磁场的作用下，电子束旋转式前进并聚焦的特性。【参考文献】1陈秉乾,舒幼生,胡望雨.电磁学专题研究.高等教育出版社.2001.12（2003重印）3LB-EB3电子束实验仪使用说明书.南京浪博科教仪器研究所.2005.064吴俊林，综合提高物理实验，科学出版社，2012.6.(第三版)5王少华，孙彦清，普通物理教程，西北工业大学出版社19