实验题目：电子束线的偏转 

实验目的

1.  研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律；

2.  了解电子束管的结构和原理。

仪器和用具

实验原理

1．电子束在电场中的偏转

假定由阴极发射出的电子其平均初速近似为零，在阳极电压作用下，沿方向作加速运动，则其最后速度可根据功能原理求出来，即

移项后得到                      （C.11.1）

式中为加速阳极相对于阴极的电势，为电子的电荷与质量之比（简称比荷，又称荷质比）．如果在垂直于轴的方向上设置一个匀强电场，那么以速度飞行的电子将在方向上发生偏转，如图C.11.l所示．若偏转电场由一个平行板电容器构成，板间距离为，极间电势差为，则电子在电容器中所受到的偏转力为          （C.11.2）

根据牛顿定律    

因此                           （C.11.3）

即电子在电容器的方向上作匀加速运动，而在方向上作匀速运动，电子横越电容器的时间为                              （C.11.4）

当电子飞出电容器后，由于受到的合外力近似为零，于是电子几乎作匀速直线运动，一直打到荧光屏上，如图C.11.l里的点．整理以上各式可得到电子偏离轴的距离

      （C.11.5）              

式中

是一个与偏转系统的几何尺寸有关的常量．所以电场偏转的特点是：电子束线偏离轴（即荧光屏中心）的距离与偏转板两端的电压成正比，与加速极的加速电压成反比．

2．电子束在磁场中的偏转

    如果在垂直于轴的方向上设置一个由亥姆霍兹线圈所产生的恒定均匀磁场，那么以速度飞越的电子在方向上也将发生偏转，如图C.11.2所示．假定使电子偏转的磁场在范围内均匀分布，则电子受到的洛伦兹力大小不变，方向与速度垂直，因而电子作匀速圆周运动，洛伦兹力就是向心力，所以电子旋转的半径          （C.11.6）            

当电子飞到点时将沿着切线方向飞出，直射荧光屏，由于磁场由亥姆霍兹线圈产生，因此磁场强度                            （C.11.7）

式中是与线圈半径等有关的常量，为通过线圈的电流值．将（C.11.1）、（C.11.7）式代人（C.11.6）式，再根据图C.11.2的几何关系加以整理和化简，可得到电于偏离轴的距离  　　　　　　　　　（C.11.8）

式中

也是一个与偏转系统几何尺寸有关的常量．所以磁场偏转的特点是：电子束的偏转距离与加速电压的平方根成反比，与偏转电流成正比．

                       电子管内部线路图

实验内容

1、  研究和验证示波管中电场偏转的规律。

检验：① 加速电压不变时，偏转距离与偏转电压是否成正比，

② 偏转电压不变时，偏转距离与加速电压是否成反比，

测量：加速电压V_K单位(V)  偏转距离N单位(格)  偏转电压V_y单位(V)

画出V_y-N曲线，验证偏转距离N与偏转电压V_y是否成正比，并算出电偏转灵敏度S= N /V_y。

V_K==900V

  

 V_K==1000V

V_K==1100V

根据V_y-N图线，证明N′₁V_K1= N′₂V_K2= N′₃V_K3=常量，就验证偏转距离N与加速电压V_K成反比关系。

2.研究和验证显象管中磁场偏转的规律。

检验：① 加速电压不变时，偏转距离与偏转电流是否成正比，

② 偏转电流不变时，偏转距离与加速电压的平方根是否成反比。

测量：加速电压V_K单位(V)  偏转距离D单位(格)  偏转电压V_D单位(V)，偏转电流I_D单位(A)

在坐标纸上画出I_D-D关系曲线，验证偏转距离D与偏转电流I_D是否成正比，并算出磁偏转灵敏度S= D /I_D。根据I_D-D曲线，证明=常量，就验证偏转距离D与加速电压的平方根成反比关系。

V_K==900V

V_K==1000V

 V_K==1100V

根据I_D-D曲线，证明=常量，就验证偏转距离D与加速电压的平方根成反比关系。

 

第二篇：电子束电偏转实验报告册

实验项目名称：电子射线束的电偏转和磁偏转

学号：______________ 姓名：______________ 班级：______________实验序号：____

时间：第_____周星期_____第_____节课    联系方式：___________________________

【实验目的】

（1）研究带电粒子在电场及磁场中偏转的规律。

（2）了解电子阴极射线管的结构和原理。

（3）学会用外加磁场的方法使示波管中的电子射线束产生偏转。

【实验仪器】

 DS-Ⅲ电子束实验仪。

【实验原理及预习问题】

（1）电偏转有什么特点？它主要用在哪些器件中？

（2）在电偏转实验中如何进行仪器的校准调零？

（3）在磁偏转实验中如何进行仪器的校准调零？

（4）简述电、磁偏转的优缺点。

（5）如果电子不是带负电而是带正电，电子束在磁场中如何偏转？

【实验内容和数据处理】

电偏转：

1.仪器的校准调零

2.测试方向电偏转系统的线性及偏转灵敏度

1）选取1个值，调节偏转电压旋钮，将光点偏转距离的值和对应偏转电压的值一一对应地记录。

2）改变加速电压的大小（同时调整聚焦电压，使光斑的大小和亮度适中），重复步骤1）。

方向电偏转系统的线性及偏转灵敏度

3.测试方向电偏转系统的线性及偏转灵敏度

方向电偏转系统的线性及偏转灵敏度

数据处理

1）分析在不同加速电压下，光斑的偏转距离与偏转电压（）的关系，画出（）关系曲线。

2）对不同加速电压，算出（）方向的电偏转灵敏度。并分析与之间的关系。

磁偏转：

1.仪器的校准调零

2.研究带电粒子在磁场中的偏转规律

1）选取1个值，沿顺时针方向缓慢旋转电流调节旋钮，将光点偏转距离的值和对应偏转电流的值一一对应地记录。

2）改变加速电压的大小（同时调整聚焦电压，使光斑的大小和亮度适中），重复步骤1）。

指导教师签字：_______________

数据处理

1）            分析在不同的加速电压下，光斑的偏转距离与偏转线圈电流的关系，画出关系曲线。

2）            在不同加速电压下，算出磁偏转灵敏度，并找出与的关系，画出关系曲线。

【实验小结和体会】

  本次实验感觉最深的是什么？

教师评语

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