电子在电磁场中的运动规律-实验报告

电子在电磁场中的运动规律-试验报告电子在电磁场中的运动特性争论一、试验目的1、测试电偏转2、测试磁偏转3、测试电聚焦4、测试磁聚焦二、试验原理〔一〕电偏转电子从阴极放射出来后，受阳极作用而加速。假设电子逸出阴极时的初始1动能可以无视不计，那么它从A 射出时的动能就由下式确定：mv2 eV2 2 z 2𝐯=√𝟐𝒆𝑼𝟐𝒎过阳极A2的电子以v的速度进入两个分别平压U，板间距离为d，则板间电场〔近似视为匀强电场〕𝐄=

𝑼。𝒅设电子速度方向为z，电场方向为Y轴，平行xz

y

t=𝒍；𝒗电子在平行板间加速度为𝐚𝒚=

−𝒆𝑬,则射出平𝒎yy1

=𝟏𝒂𝒚𝟐𝒚

𝒕𝟐

=⋯=

𝑼𝒍𝟐𝟒𝑼𝟐𝒅𝑽𝒙速度𝑽𝒚=𝒂𝒚𝒕𝐕𝒙=𝒗,𝐭𝐚𝐧𝜽=𝑽𝒚𝑽𝒙

= 𝑼𝒍𝟐𝑼𝟐𝒅又由图知，D=y

+Ltanθ所以1

𝐃=

𝟏𝑼𝒍 𝒍( +𝑳)𝟐𝑼𝟐𝒅 𝟐聚焦阳极和其次阳极是由同轴的金属圆筒组成。由于各电极上电位不同，在他们之间形成了弯曲的等位面，电力线。这样就使电子束的路径发生弯曲，这样的组合称为电子透镜。转变等位面的弯曲程度，可以转变聚焦的位置。〔三〕磁偏转同〔一，电子飞出加速电场后，在匀强磁场中受洛伦兹力𝐅=𝐞𝐯𝐁，速度大小不变，方向变化。电子做匀速圆周运动𝐞𝐯𝐁=电子离开磁场后直射荧光屏。

𝒎𝑽𝟐𝑹

𝒎𝒗。𝒆𝑩〔四〕磁聚焦和电子荷质比同〔一，假设平行板间没有电压，可在荧光屏电压，电子将获得垂直于轴向的分速度Vy。假设加上一平行于轴向的磁场，平行轴向分速度Vx不产生洛伦兹力，所以F洛=eVyB，这个力使电子在前进的过程中在垂直于轴向的平面做圆周三、试验步骤1点聚成一细点。2、光点调零。在“X〔Y〕调整”处调整，光点位于中心点。3DU给定阳极电压U2，转变偏转电压，测量一组数据，再转变U2，测量另一组数据。先测Y轴，再测XD/U。d4、电聚焦：固定阳极电压U2，调整对应聚焦压U1U2/U15、磁偏转：给定U2，测量偏转量D与偏转电流I的变化。将磁偏转电流输出与输入相连。调整电流转变DU2敏度D/I，并解释为什么U2不同，灵敏度不同？6U2调至700V。将励磁电流调整旋钮逆时针调IIU2重复上述步骤。测e/m。四、数据记录与处理〔一〕电偏转Dx〔mm〕4812162022252730Ud〔600V)3.36.61013.316.317.920.221.824Ud〔700V)3.77.611.415.218.720.623.425.227.7Dy〔mm〕3610131620232630Ud〔600V)3.97.813.317.421.627.73235.640.7Ud〔700V)4.79.515.720.525.231.835.940.846.9XX轴35y=1.2552x-0.382R²=0.999630y=1.0812x-0.218625R²=0.9997201510Ud〔600V)Ud〔700V)线性(Ud〔600V))(Ud〔700V))500102030灵敏度600V时为1.25mm/V700V时为1.08mm/V。3535Y轴y=0.7218x+0.2937R²=0.99943025201510y=0.6392x-0.0727R²=0.9999线性(Ud〔600V))线性(Ud〔700V))5001020304050灵敏度600V时为0.722mm/V700V时为0.639mm/V。U2/U1yU2/U1y=5.0767x-122.94R²=0.995U2/U1(U2/U1)11001000900800700600500140160180200220240U26007008009001000U1140164184202219平均U2/U14.294.274.354.464.574.38〔三〕磁偏转D〔mm〕24681012141618I(600V)23425980101122142161180I(700V)2146658811113215117419510I(700V)8(I(600V))6(I(700V))4200501001502002502018161412y=0.1005x2018161412y=0.1005x-0.1653R²=0.9995y=0.0925x-0.1081R²=0.9995I(600V)〔四〕磁聚焦I\V(V)7008009001000I1.521.61.71.78I1.591.71.751.89I1.5551.651.7251.835e/m〔C/kg)1.56404E+111.58756E+111.63408E+111.60449E+11平均值：1.59754E+11〔C/kg〕标准值：e/m=1.76E+11〔C/kg〕E=10%五、试验结论与误差分析1y度越高。图像比较符合理论，误差为偶然误差，读数偏差。2、电聚焦中，比例约为4.4。图像比较不符合理论，截距太大，可能缘由：1、低电压时读数不准、偏大；2、仪器故障。3、