电子在电磁场中运动规律实验报告记录（26页）

1、电子在电磁场中运动规律实验报告记录（26页） 电子在电磁场中的运动规律实验报告记录 作者： 日期： 2 电子在电磁场中的运动特性研究 一、实验目的 、 测试电偏转1 、 测试磁偏转2 、 测试电聚焦3 测试磁聚焦4、 二、实验原理 （一）电偏转如果电子逸出阴极时的初始动受阳极作用而加速。电子从阴极发射出来后，12eVmvA 能可以忽略不计，那么它从射出时的动能就由下式确定：?z222 的速度进入两个分别平行的平行板电容器间。若在某个平行板间vA2过阳极的电子以 ，则板间电场（近似视为匀强电场）d 。加上电压U，板间距离为 轴，平行板正中央为x轴。，电场方向为设电子速度方向为zY ；=v初，v；

2、v=0；电子通过板所需时间为t=yz =电子在平行板间加速度为 则射出平行板时,y方向上位移y 1 , 速度 所以+Ltan又由图知，D=y1 3 （二）电聚焦 在由于各电极上电位不同，聚焦阳极和第二阳极是由同轴的金属圆筒组成。这样这样就使电子束的路径发生弯曲，他们之间形成了弯曲的等位面，电力线。的组合称为电子透镜。改变等位面的弯曲程度，可以改变聚焦的位置。（三）磁偏转 ，速度大小不变，方 同（一），电子飞出加速电场后，在匀强磁场中受洛伦兹力 。向变化。电子做匀速圆周运动 电子离开磁场后直射荧光屏。 （四）磁聚焦和电子荷质比，若平行板间没有电压，可在荧光屏上得到一小亮点。若给其中一对偏转板加同

3、（一）平行轴向电子将获得垂直于轴向的分速度，若加上一平行于轴向的磁场Vy。B上交变电压，这个力使电子在前进的过程中在垂直于轴向的F不产生洛伦兹力，分速度Vx所以洛，=eVyB 平面做圆周运动，周期。 4 。最终轨迹为一螺线，螺距h=VxT 无关。从同一点出发的电子会在一个周期后距出发点一、h均与Vy由上两式可发现，T 个螺距的地方相遇。由上式得，荷质比 可由下式计算：此实验所用长直螺线管的磁感应强度 所以， -7 /*10米亨=42 N=526L=0.234m D=0.09m h=0.145m 螺距 实验仪器 三、 电子束测试仪DH4521 实验步骤四、 开启电源，适当调节辉度、聚焦，使屏上光

4、点聚成一细点。1、 ）调节”处调节，先使电压表示数为零，然后调节调零旋钮，Y光点调零。在“X（或2、 使光点位于中心点。，改变偏转电压，测量U2随偏转电压U的变化。给定阳极电压3、 电偏转：测量偏转量D轴上的，并求电偏转灵敏XY轴，再测一组数据，再改变U2，测量另一组数据。先测 。度D/Ud，调节对应聚焦旋钮，使光点达到最佳聚焦效果，读出聚焦U2 电聚焦：固定阳极电压4、 。U2/U1电压U1，再改变阳极电压重新测量。计算的变化。将磁偏转电流输出与输入相连。与偏转电流I磁偏转：给定 U2，测量偏转量D5、不同，灵敏，并解释为什么U2。再改变U2，再测数据。求灵敏度D/I调节电流改变D 度不同？

5、。将励磁电流调节旋钮逆时针调至700V-荷质比”打至荷质比，U26、 磁聚焦：将“电子束调节输出调节旋钮，并将励磁电流输入与输出相连。电流换向开关打向正向，调节到头，正。再将I加大电流，直至荧光屏上直线一边旋转一边缩短至一个小光点，读取电流值 。U2重复上述步骤。测出荷质比e/m开关打至反向，同理得I反。再改变 数据记录与处理五、 （一）电偏Dm48121620222527302417.920.221.816.3103.36.613.3U600V)20.623.425.215.23.77.611.4700V)U18.727.726302036D3221.635.627.740.717.47.8

6、3.913.3600V)U31.835.940.825.24.7U700V)9.515.720.546.9 5 y = 1.2552x - 0.38235 = 0.9996R30y = 1.0812x - 0.218625 = 0.9997R600V)U20700V)U15600V) (U线10700V) (U线503001020 。时为时为1.25mm/V，700V1.08mm/V灵敏度60035y = 0.7218x + 0.2937 = 0.9994R30y = 0.6392x - 0.0727 = 0.9999R25600V)U20700V)U15600V)线 (U700V)线 (U1

7、05050302040010 。700V0.722mm/V，时为0.639mm/V600V灵敏度时为 （二）电聚U2/U1y = 5.0767x - 122.94 = 0.995R11001000900U2/U1800 (U2/U1)线700600500240140160200220180 6 1000800900600U2700140202164219U1184平4.38 4.57 4.27 4.35 U2/U14.46 4.29 （三）磁偏m81012141618246180101161I(600V)2342122598014219511146I(700V)1742165132881512

8、0y = 0.1005x - 0.165318 = 0.9995R16y = 0.0925x - 0.108114 = 0.9995RI(600V)12I(700V)10 (I(600V)线8 (I(700V)线6420250150050200100 0.0925m/A。0.1005m/A，700V时为灵敏度600V时为 （四）磁聚1000900700(V)8001.781.61.521.71.891.71.591.751.8351.651.555平1.7251.60449E+11e/C/kg)1.56404E+111.63408E+111.58756E+11 1.59754E+11）（平均值：C/kg C/kg（）标准值：e/m=1.76E+11E=10% 百分差 实验结论与误差分析六、方向上加速时间越短，所以偏理论上，阳极电压越大，粒子进入偏转板速度越大，在y1、 转量越小。因而电偏转中，电压越低，偏转灵敏度越高。图像比较符合理论，误差为偶然误差，读数偏差。电聚焦中，比例约为4.42、仪器故21、低电压时读数不准、偏大；图像比较不符合理论，截距太大，可能原因： 障。 磁