實驗十七電子射線的電偏轉(zhuǎn)與磁偏轉(zhuǎn).doc

實驗十七電子射線的電偏轉(zhuǎn)與磁偏轉(zhuǎn)【實驗?zāi)康摹? 掌握電子束在外加電場和磁場作用下偏轉(zhuǎn)的原理和方式；2 了解陰極射線管的構(gòu)造與作用?！緦嶒瀮x器】1 TH-EB電子束實驗儀。 圖1 電子束電偏轉(zhuǎn)原理2 030V可調(diào)直流電源。3 數(shù)字式萬用表?！緦嶒炘怼?電偏轉(zhuǎn)原理電子束電偏轉(zhuǎn)原理如圖1所示。通常在示波管的偏轉(zhuǎn)板上加偏轉(zhuǎn)電壓V，當(dāng)加速后的電子以速度v沿x方向進入偏轉(zhuǎn)板后，受到偏轉(zhuǎn)電場E（y軸方向）的作用，使電子的運動軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)。假定偏轉(zhuǎn)電場在偏轉(zhuǎn)板l范圍內(nèi)是均勻的，電子將作拋物線運動，在偏轉(zhuǎn)板外，電場為零，電子不受力，作勻速直線運動。熒光屏上電子束的偏轉(zhuǎn)距離D可以表示為（1）/AeVVkD=式中V為偏轉(zhuǎn)電壓，VA為加速電壓，ke是一個與示波管結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)，稱為電偏常數(shù)。為了反映電偏轉(zhuǎn)的靈敏程度，定義電稱為電偏轉(zhuǎn)靈敏度，用mm/V為單位。電越大，電偏轉(zhuǎn)的靈敏度越高。2磁偏轉(zhuǎn)原理圖2 電子束磁偏轉(zhuǎn)原理電子束磁偏轉(zhuǎn)原理如圖2所示。通常在示波管的瓶頸的兩側(cè)加上一均勻橫向磁場，假定在l范圍內(nèi)是均勻的，在其他范圍都為零。當(dāng)加速后的電子以速度v沿x方向垂直 射入磁場時，將受到洛侖茲力作用，在均勻磁場B內(nèi)作勻速圓周運動，電子穿出磁場后，則做勻速直線運動，最后打在熒光屏上，磁偏轉(zhuǎn)的距離可以表示為： 式中I是偏轉(zhuǎn)線圈的勵磁電流，單位A；km是一個與示波管結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)稱為磁偏常數(shù)。為了反映磁偏轉(zhuǎn)的靈敏程度，定義磁稱為磁偏轉(zhuǎn)靈敏度，用mm/A為單位。磁越大，表示磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)靈敏度越高。.截止柵偏壓原理 示波管的電子束流通常是通過調(diào)節(jié)負柵壓UGK來控制的，調(diào)節(jié)UGK可調(diào)節(jié)熒光屏上光點的輝度。UGK是一個負電壓，負柵壓越大，電子束電流越小，光點的輝度越暗。使電子束流截止的負柵壓稱為截止柵偏壓?！緦嶒灢襟E】1準(zhǔn)備工作（）用專用電纜線聯(lián)接實驗和示波管支架上的插座。（）將實驗箱面板上的“電聚焦/磁聚焦”選擇開關(guān)置于“電聚焦”。（）將與第一陽極對應(yīng)的鈕子開關(guān)置于上方，其余的鈕子開關(guān)均置于下方。（）將“勵磁電流調(diào)節(jié)”旋鈕旋至最小位置。（）開啟電源開關(guān)，調(diào)節(jié)“陽極電壓調(diào)節(jié)”電位器，使“陽極電壓”數(shù)顯表指示為800V，適當(dāng)調(diào)節(jié)“輝度調(diào)節(jié)”電位器，此時示波器上出現(xiàn)光斑，然后調(diào)節(jié)“電聚焦調(diào)節(jié)”電位器，使光斑聚焦。2電偏轉(zhuǎn)靈敏度的測定（）令“陽極電壓”指示為800V，在光點聚焦的狀態(tài)下，將H1、H2對應(yīng)的鈕子開關(guān)置于上方，此時熒光屏上會出現(xiàn)一條短的水平亮線，這是因為水平偏轉(zhuǎn)極板上感應(yīng)有50Hz交流電壓之故。測量時將水平偏轉(zhuǎn)極板H1和H2接通直流偏轉(zhuǎn)電壓，分別記錄電壓為0V、10V、20V時光點位置偏移量，然后調(diào)換偏轉(zhuǎn)電壓的極性，重復(fù)上述步驟。（）將“陽極電壓”分別調(diào)至1000V、1200V，按上述的方法使光點重新聚焦后，按實驗步驟（）重復(fù)以上測量，列表記錄數(shù)據(jù)。（）將H1、H2對應(yīng)的鈕子開關(guān)置于下方，將V1、V2對應(yīng)的鈕子開關(guān)置于上方。此時熒光屏上也會出現(xiàn)一條短的垂直亮線。這也是因為垂直偏轉(zhuǎn)極板上感應(yīng)有50Hz交流電壓之故。測量時，在V1、V2兩端依次加0V、10V、20V直流偏轉(zhuǎn)電壓，(陽極電壓依次為800V、1000V、1200V)，列表記錄數(shù)據(jù)。3磁偏轉(zhuǎn)靈敏度的測定（）準(zhǔn)備工作與“電聚焦特性的測定”完全相同。為了計算亥姆霍茲線圈中的電流，必須事先用數(shù)字萬用表測量線圈的電阻值，并記錄。（）令“陽極電壓”指示為800V，使光點在聚焦的狀態(tài)下，接通亥姆霍茲線圈的勵磁電壓，并分別調(diào)到0V、2V、4V、6V，記錄熒光屏上光點的偏移量，然后改變勵磁電壓的極性，重復(fù)以上步驟，列表記錄數(shù)據(jù)。（）調(diào)節(jié)“陽極電壓調(diào)節(jié)”電位器，使陽極電壓分別為1000V、1200V，重復(fù)實驗步驟（）。4截止柵偏壓的測定（）準(zhǔn)備工作與“電聚焦特性的測定”完全相同，但為了測量陰極電壓和柵極電壓，需將與陰極K和柵極G相對應(yīng)的鈕子開關(guān)置于上方。（）令“陽極電壓”指示為800V，使光點在聚焦的狀態(tài)下，用數(shù)字萬用表直流電壓檔測量柵極與陰極之間的電壓，調(diào)節(jié)“輝度調(diào)節(jié)”電位器，記錄熒光屏上光點剛消失時的VGK值。（）調(diào)節(jié)“陽極電壓調(diào)節(jié)”電位器，使陽極電壓分別為1000V、1200V，重復(fù)步驟（），記錄相應(yīng)的VGK值?！緮?shù)據(jù)處理與表格】V2= 伏D(毫米)-16-12-8-40481216Vd (伏)DV2(米伏)V2= 伏D(毫米)-16-12-8-40481216Vd (伏)DV2(米伏)V2= 伏D(毫米)-16-12-8-40481216Vd (伏)DV2(米伏)【安全注意事項】 1 本儀器內(nèi)示波管電路和勵磁電路均存在高壓，在儀器插上電源線后，切勿觸及印刷板、示波器管座、勵磁線圈的金屬部分，以免電擊危險。2本儀器的電源線應(yīng)插在標(biāo)準(zhǔn)的三芯電源插座上。電源的相線