工作報(bào)告-電子束的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、電子束的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告篇一：電子束偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 篇一：電子束的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)題目： 電子束線的偏轉(zhuǎn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 研究帶電粒子在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的規(guī)律； 2. 了解電子束管的結(jié)構(gòu)和原理。 儀器和用具 實(shí)驗(yàn)原理 1電子束在電場中的偏轉(zhuǎn) 假定由陰極發(fā)射出的電子其平均初速近似為零，在陽極電壓作用下，沿z方向作加速運(yùn)動，則其最后速度vz可根據(jù)功能原理求出來，即eua?移項(xiàng)后得到 vz? 2 12mvz 2 2eua （c.11.1） m e 式中ua為加速陽極相對于陰極的電勢，為電子的電荷與質(zhì)量之比（簡稱比荷，又稱荷 m 質(zhì)比）如果在垂直于z軸的y方向上設(shè)置一個勻強(qiáng)電場，那么以vz速度飛行的電子將

2、在y方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如圖c.11.l所示若偏轉(zhuǎn)電場由一個平行板電容器構(gòu)成，板間距離為d，極間電勢差為u，則電子在電容器中所受到的偏轉(zhuǎn)力為fy?ee? eu （c.11.2） d ?根據(jù)牛頓定律 fy?m?y?因此 ?y eu d eu （c.11.3） md 即電子在電容器的y方向上作勻加速運(yùn)動，而在z方向上作勻速運(yùn)動，電子橫越電容器 的時間為 t? l （c.11.4） vz 當(dāng)電子飛出電容器后，由于受到的合外力近似為零，于是電子幾乎作勻速直線運(yùn)動，一直打到熒光屏上，如圖c.11.l里的f點(diǎn)整理以上各式可得到電子偏離z軸的距離 n?ke u （c.11.5） ua ll?l? 1? 2d?2

3、l? 式中ke? 是一個與偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的幾何尺寸有關(guān)的常量所以電場偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn)是：電子束線偏離z軸（即熒光屏中心）的距離與偏轉(zhuǎn)板兩端的電壓成正比，與加速極的加速電壓成反比 2電子束在磁場中的偏轉(zhuǎn) 如果在垂直于z軸的x方向上設(shè)置一個由亥姆霍茲線圈所產(chǎn)生的恒定均勻磁場，那么以速度vz飛越的電子在y方向上也將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如圖c.11.2所示假定使電子偏轉(zhuǎn)的磁場在l范圍內(nèi)均勻分布，則電子受到的洛倫茲力大小不變，方向與速度垂直，因而電子作勻速圓周運(yùn) 動，洛倫茲力就是向心力，所以電子旋轉(zhuǎn)的半徑r? mvz （c.11.6） eb 當(dāng)電子飛到a點(diǎn)時將沿著切線方向飛出，直射熒光屏，由于磁場由亥姆霍茲線圈產(chǎn)生，因此磁場

4、強(qiáng)度b?ki （c.11.7） 式中k是與線圈半徑等有關(guān)的常量，i為通過線圈的電流值將（c.11.1）、（c.11.7）式代人（c.11.6）式，再根據(jù)圖c.11.2的幾何關(guān)系加以整理和化簡，可得到電于偏離z軸的距離n?km i （c.11.8） a llk?l?e 1? ?2?2l?m 式中km? 也是一個與偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)幾何尺寸有關(guān)的常量所以磁場偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn)是：電子束的偏轉(zhuǎn)距離與加速電壓的平方根成反比，與偏轉(zhuǎn)電流成正比 1 2 3 22 電子管內(nèi)部線路圖 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、 研究和驗(yàn)證示波管中電場偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。 檢驗(yàn)： 加速電壓不變時，偏轉(zhuǎn)距離與偏轉(zhuǎn)電壓是否成正比， 偏轉(zhuǎn)電壓不變時，偏轉(zhuǎn)距離與加速電壓是

5、否成反比， 測量：加速電壓vk單位(v) 偏轉(zhuǎn)距離n單位(格) 偏轉(zhuǎn)電壓vy單位(v) 畫出vy-n曲線，驗(yàn)證偏轉(zhuǎn)距離n與偏轉(zhuǎn)電壓vy是否成正比，并算出電偏轉(zhuǎn)靈敏度s= n /vy。 根據(jù)vy-n圖線，證明n1vk1= n2vk2= n3vk3=常量，就驗(yàn)證偏轉(zhuǎn)距離n與加速電壓vk 成反比關(guān)系。 2.研究和驗(yàn)證顯象管中磁場偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。 檢驗(yàn)： 加速電壓不變時，偏轉(zhuǎn)距離與偏轉(zhuǎn)電流是否成正比， 偏轉(zhuǎn)電流不變時，偏轉(zhuǎn)距離與加速電壓的平方根是否成反比。 測量：加速電壓vk單位(v) 偏轉(zhuǎn)距離d單位(格) 偏轉(zhuǎn)電壓vd單位(v)，偏轉(zhuǎn)電流id 單位(a) 在坐標(biāo)紙上畫出id-d關(guān)系曲線，驗(yàn)證偏轉(zhuǎn)距離d與

6、偏轉(zhuǎn)電流id是否成正比，并算出磁偏轉(zhuǎn)靈敏度s= d /id。根據(jù)id-d曲線，證明d1?k1?d2?k2?d3?k3=常量，就驗(yàn)證偏轉(zhuǎn)距離d與加速電壓的平方根k成反比關(guān)系。 根據(jù)id-d曲線，證明d1?k1?d2?k2?d3?k3=常量，就驗(yàn)證偏轉(zhuǎn)距離d與加速電壓的平方根k成反比關(guān)系。篇二：電子束電偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：電子射線束的電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn) 學(xué)號：_ 姓名：_ 班級：_實(shí)驗(yàn)序號：_ 時間：第_周星期_第_節(jié)課 聯(lián)系方式：_ 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?（1）研究帶電粒子在電場及磁場中偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。 （2）了解電子陰極射線管的結(jié)構(gòu)和原理。 （3）學(xué)會用外加磁場的方法使示波管中的電子射線束產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。

7、 【實(shí)驗(yàn)儀器】 ds-電子束實(shí)驗(yàn)儀。 【實(shí)驗(yàn)原理及預(yù)習(xí)問題】 （1）電偏轉(zhuǎn)有什么特點(diǎn)？它主要用在哪些器件中？ （2）在電偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中如何進(jìn)行儀器的校準(zhǔn)調(diào)零？ （3）在磁偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中如何進(jìn)行儀器的校準(zhǔn)調(diào)零？ （4）簡述電、磁偏轉(zhuǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)。 （5）如果電子不是帶負(fù)電而是帶正電，電子束在磁場中如何偏轉(zhuǎn)？ 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和數(shù)據(jù)處理】 電偏轉(zhuǎn)： 1.儀器的校準(zhǔn)調(diào)零 2.測試x方向電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的線性及偏轉(zhuǎn)靈敏度 1）選取1個u2值，調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)電壓udx旋鈕，將光點(diǎn)偏轉(zhuǎn)距離d的值和對應(yīng)偏轉(zhuǎn)電壓udx的值一一對應(yīng)地記錄。 2）改變加速電壓u2的大?。ㄍ瑫r調(diào)整聚焦電壓，使光斑的大小和亮度適中），重復(fù)步驟1）。 y方向電偏轉(zhuǎn)

8、系統(tǒng)的線性及偏轉(zhuǎn)靈敏度 數(shù)據(jù)處理 1）分析在不同加速電壓下，光斑的偏轉(zhuǎn)距離d與偏轉(zhuǎn)電壓udx（udy）的關(guān)系，畫出 d?udx（d?udy）關(guān)系曲線。 2）對不同加速電壓，算出x（y）方向的電偏轉(zhuǎn)靈敏度。并分析sed與u2之間的關(guān)系。 磁偏轉(zhuǎn)： 1.儀器的校準(zhǔn)調(diào)零 2.研究帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律 1）選取1個u2值，沿順時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)電流調(diào)節(jié)旋鈕，將光點(diǎn)偏轉(zhuǎn)距離d的值和對應(yīng)偏轉(zhuǎn)電流的值一一對應(yīng)地記錄。 2）改變加速電壓u2的大小（同時調(diào)整聚焦電壓，使光斑的大小和亮度適中），重復(fù)步驟1）。 指導(dǎo)教師簽字：_ 數(shù)據(jù)處理 1） 分析在不同的加速電壓下，光斑的偏轉(zhuǎn)距離d與偏轉(zhuǎn)線圈電流i的關(guān)系，畫

9、出 d?i關(guān)系曲線。 2） 在不同加速電壓下，算出磁偏轉(zhuǎn)靈敏度smd，并找出smd與u2的關(guān)系，畫出 smd?u2關(guān)系曲線。 【實(shí)驗(yàn)小結(jié)和體會】 本次實(shí)驗(yàn)感覺最深的是什么？ 教師評語 評分 批改教師簽名： 日期： 篇三：電子束的電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn) 電子束的電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn) ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1.掌握電子束在外加電場和磁場作用下的偏轉(zhuǎn)的原理和方式。 2.觀察電子束的電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，測定電偏轉(zhuǎn)靈敏度、磁偏轉(zhuǎn)靈敏度、截止柵偏壓。 ? 實(shí)驗(yàn)原理： 1 電偏轉(zhuǎn)的觀測 電子束電偏轉(zhuǎn)原理圖如圖（1）所示。當(dāng)加速后的電子以速度v沿x方向進(jìn)入電場時，將受到電場力作用，作加速運(yùn)動，電子穿出磁場后，則做勻速直線運(yùn)動，最

10、后打在熒光屏上。其電偏轉(zhuǎn)的距離d與偏轉(zhuǎn)電壓v，加速電壓va及示波管結(jié)構(gòu)有關(guān)。 圖（1）電子束電偏轉(zhuǎn)原理 為了反應(yīng)電偏轉(zhuǎn)的靈敏程度，定義 ?e? d (1) v ?e稱為電偏轉(zhuǎn)靈敏度，用mm/v為單位。?e越大，電偏轉(zhuǎn)的靈敏度越高。實(shí)驗(yàn)中d從 熒光屏上讀出，記下v，就可驗(yàn)證d與v的線性關(guān)系。 2.磁偏轉(zhuǎn)原理 電子束磁偏轉(zhuǎn)原理如圖（2）所示。當(dāng)加速后的電子以速度v沿x方向垂直射入磁場時，將會受到洛倫磁力作用，在均勻磁場b內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動，電子穿出磁場后，則做勻速直線運(yùn)動，最后打在熒光屏上。 為了反映磁偏轉(zhuǎn)的靈敏程度，定義 ?m?sli (2) ?m稱為磁偏轉(zhuǎn)靈敏，用mm/a為單位。?m越大，表示磁

11、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)靈敏度越高。實(shí)驗(yàn) 中s從熒屏上讀出，測出i，就可驗(yàn)證s與i的線性關(guān)系。 3.截止柵偏壓原理 示波管的電子束流通常通過調(diào)節(jié)負(fù)柵壓ugk來控制的，調(diào)節(jié)ugk即調(diào)節(jié)“輝度調(diào)節(jié)”電位器，可調(diào)節(jié)熒光屏上光點(diǎn)的輝度。ugk是一個負(fù)電壓，通常在-3545之間。負(fù)柵壓越大，電子束電流越小，光點(diǎn)的輝度越暗。 使電子束流截止的負(fù)柵壓ugk0稱為截止柵偏壓。 ? 實(shí)驗(yàn)儀器： th-eb型電子束實(shí)驗(yàn)儀，示波管組件，030v可調(diào)直流電源，多用表 ? 實(shí)驗(yàn)步驟： 1. 準(zhǔn)備工作。 2. 電偏轉(zhuǎn)靈敏度的測定。 3. 磁偏轉(zhuǎn)靈敏度的測定。 4. 測定截止柵偏壓。 ? 數(shù)據(jù)記錄及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理： 1電偏轉(zhuǎn)（va?800伏

12、） 水平電偏轉(zhuǎn)靈敏度d-v曲線： 垂直電偏轉(zhuǎn)靈敏度d-v曲線： 電偏轉(zhuǎn)（va?1000伏）垂直電偏轉(zhuǎn)：2. 2.磁偏轉(zhuǎn)（va?800伏）磁場勵磁線圈電阻r=210歐姆磁偏轉(zhuǎn)（va?1000伏）注：偏移量d或s等于加電壓時的光點(diǎn)坐標(biāo)與0伏電壓的光點(diǎn)坐標(biāo)的差值。 3.截止柵偏壓：99.73v。 ? 結(jié)論： 不同陽極電壓下的水平電偏轉(zhuǎn)靈敏度和垂直電偏轉(zhuǎn)靈敏度的d-v成線性關(guān)系。 篇二：電子束的偏轉(zhuǎn)與聚焦(北京科技大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告) 北京科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)名稱：電子束的偏轉(zhuǎn)與聚焦 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理（見預(yù)習(xí)報(bào)告） 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析（數(shù)據(jù)及圖見附頁） A 電偏轉(zhuǎn)的觀測 由圖1、2、3、5可以清楚得

13、看出，當(dāng)陽極電壓Uz不變時，偏轉(zhuǎn)電壓隨偏轉(zhuǎn)量的增大線性變化。第4張圖可以看出，我測量的第五組數(shù)據(jù)是有問題的。所以，我就放棄了第五組數(shù)據(jù)，作出了圖5。 然后我分析了一下不同陽極電壓下偏轉(zhuǎn)電壓隨偏轉(zhuǎn)量變化快慢。顯然，斜率即電偏轉(zhuǎn)靈敏度，分別為：0.105,0.0915，0.082, 0.0753, 斜率是隨著陽極電壓的增大而減小的。為了清晰明了，我把兩者的關(guān)系用圖表示出來 上圖說明陽極電壓與圖1,2,3,5的電偏轉(zhuǎn)靈敏度之間幾乎是成線性變化的。 陽極電壓的增大導(dǎo)致了初速度的增加，而初速度越大偏轉(zhuǎn)就越難，因而偏轉(zhuǎn)靈敏度越小。 偏轉(zhuǎn)距離De和偏轉(zhuǎn)電壓Ud是成線性變化的。至于De與陽極電壓Uz的關(guān)系，根

14、據(jù)圖1,2,3,5中的公式，可以知道，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓Ud為10V時，Dz分別為：1.025，0.912，0.785, 0.744，所以根據(jù)下圖可知： 當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓相同時，隨著陽極電壓的增大，偏轉(zhuǎn)量增減少。 B 磁偏轉(zhuǎn)的觀測 圖6,7,8是磁偏轉(zhuǎn)觀測部分的圖。這三張圖說明了，偏轉(zhuǎn)電流與偏轉(zhuǎn)量是成一次函數(shù)關(guān)系變化的。下圖表示的是圖6,7,8的斜率即磁偏轉(zhuǎn)靈敏度與陽極電壓的關(guān)系： 顯然，三個數(shù)據(jù)幾乎是在一條直線上，所以磁偏靈敏度是和陽極電壓成線性的。并且隨著陽極電壓的增大磁偏靈敏度減小。陽極電壓增大導(dǎo)致電子速度的增大，電子就越不容易被偏轉(zhuǎn)。 當(dāng)Uz不變時，Dm隨著偏轉(zhuǎn)電流I的增大而增大；當(dāng)I不變時，Dm隨

15、著Uz的變大而減小，如圖：（取I為100mA為基點(diǎn)） C 電聚焦的觀測 由于聚焦是一種直觀的感受，所以何時真正地聚焦了就屬于自己的感覺了。由圖9可以看出，各個數(shù)據(jù)之間的相關(guān)程度R2=0.9812，相關(guān)性較低。但它們?nèi)匀皇蔷€性相關(guān)的。隨著陽極電壓的增大，聚焦電壓隨之增大。 D 磁聚焦的觀測 此實(shí)驗(yàn)過程中需要注意一個重要的步驟：在磁聚焦之前要先調(diào)節(jié)原來有的那個聚焦旋鈕，使得熒光屏上出現(xiàn)光斑，就是使光擴(kuò)散開來。如果不按此步驟就不會有明顯的聚焦過程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果就會很不準(zhǔn)確。 圖10展示的是陽極電壓與聚焦電流的關(guān)系，可以知道兩者是一次函數(shù)關(guān)系。據(jù)此關(guān)系可 以通過聚焦電流估算出陽極電壓的大小。 例題中電子荷質(zhì)比的計(jì)算如下： 由公式求出B=4×10?7×650?÷ U和I的關(guān)系， 則e/m平均值為1.01897E+11C/kg 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理過程比較容易，主要就是幾個量之間的線性關(guān)系。但實(shí)驗(yàn)的四部分內(nèi)容教會我怎樣使用電和磁的方法來實(shí)現(xiàn)電子的偏