实验九电子束的偏转.docVIP

605舍：海霞，晓珍，春云，文静 实验时间： 2010. 11 . 25 实验概述 【实验目的及要求】 1、研究带电粒子在电场合磁场中偏转的规律 2、了解电子束管的结构和原理 【仪器用具 K阴极 G栅极 A1聚焦阳极 A2第二阳极 Y垂直偏转板 X水平偏转板 S荧光屏。由阴极K、控制栅极G，阳极A1、A2···组成电子枪。阳极被灯丝加热而发射电子。电子受阳极的作用而加速。 电子从阴极发射出来时，可以认为它的初速度为零。电子枪内阳极A2相对阴极K具有几百甚至几千伏的加速正电位U2。它产生的电场使电子沿轴向加速。电子从速度为0到达A2时的速度由能量关系有： 所以 过阳极A2的电子具有V速度进入两个相对平行的偏转板间。若在两个偏转板上加上电压，两个平行板间距离为d，则平行板间的电场强度，电场强度的方向与电子速度v的方向相互垂直。如图所示 2．磁偏转原理 电子通过A2后，若在垂直于Z轴的X方向放置一个均匀磁场，那么以速度v飞越的电子在Y方向也将发生偏转。由于电子受洛伦兹力F=eBv，大小不变，方向与速度方向垂直，因此电子在F的作用下作匀速圆周运动，洛伦兹力就是向心力，有： ， 所以 电子离开磁场将沿切线方向飞出，直射荧光屏。 实验内容 【实验方案设计】（测量及调节方法，将t=l/v代入得 ,再将代入 ①，电子在荧光屏上偏转距离D为 ，又② 将①、②式代入得 ③ 从式③可看出，偏转量D随着的增加而增加，与成正比，偏转量与和d成反比。 【实验过程】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等变化：调节阳极电压旋钮，给定阳极电压，将电偏转电压表并在电偏转输出的两接线柱上测，改变，测一组D值，改变后再测D-变化。 ④求Y轴电偏转灵敏度D/。并说明为什么不同，D/不同 ⑤同Y轴一样，可以测量X轴的电偏转灵敏度。 2、磁偏转 ①跟电偏转的步骤一相同。 ②光点调零，通过调节“X位移”和“Y位移”旋钮，使光点位于Y轴的中心原点。 ③测量偏转量D随磁偏转电流I的变化，给定，将磁偏转电流表串入磁偏转电源输出与磁偏转线圈中，调节磁偏转电源调节旋钮测量一组D值，改变磁偏转电流方向，再测一组D-I值，改变，再测两组D-I数据。 ④求磁偏转灵敏度D/I，并解释为什么不同，D-I不同。 【数据表格画出数据表格写明物理量和单位 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 小格数n1 -13.5 -10.0 -7.5 -5.0 -2.0 0.0 2.5 5.0 8．0 11．0 13.5 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 小格数n2 -11.0 -8.0 -6.0 -4.0 -1。6 0.0 2.0 4．0 6.3 8.7 10．9 表二：磁偏转 I（mA） I（mA）数据处理及结果 ①电偏转 当=20V时，==0.8 故偏转电压不变时，偏转距离与加速电压成正比。 ②磁偏转 当I=50mA时， 故偏转电流不变时，偏转距离与加速电压的平方根成反比。 【讨论 荧光屏 6.3V 灯丝电源 600~1000V U U 分发给 uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuｕｕｕuuu