用電子和場(chǎng)實(shí)驗(yàn)儀測(cè)定電子的荷質(zhì)比

1、15、用電子和場(chǎng)實(shí)驗(yàn)儀測(cè)定電子的荷質(zhì)比電子荷質(zhì)比時(shí)狀是描述電子性質(zhì)的重要物理量。歷史上就是首先測(cè)出了電子 的荷質(zhì)比，又測(cè)定了電子的電荷量，從而得出了電子的質(zhì)量，證明原子是可以分 割的。一、實(shí)驗(yàn)原理電子在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到洛倫茲力了的大小為：/出切皿G3）（1）式中，。是電子運(yùn)動(dòng)速度的大小，月是均勻磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。當(dāng)電 子運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，電子做螺旋運(yùn)動(dòng)，見(jiàn)圖1所示。圖1電子在磁場(chǎng)中的螺旋運(yùn)動(dòng)B圓軌道的半徑為：幽（2）周期為：W皿一亳m（3）螺距為：m（4）月一定時(shí)，同一時(shí)刻電子流中沿螺旋軌道運(yùn)動(dòng)的電子，L和血相同。這說(shuō)明， 從同一點(diǎn)出發(fā)的所有電子，經(jīng)過(guò)相同的周期L、碼、后，

2、都將會(huì)聚于距離 出發(fā)點(diǎn)為攻、膩、處。這就是用縱向磁場(chǎng)使電子束聚焦的原理。將示波管安裝在長(zhǎng)直螺線管內(nèi)部，兩管中心軸重合。示波管燈絲通電加熱后，陰極發(fā)射的電子經(jīng)加在陰陽(yáng)極之間直流高壓口的作用，從陽(yáng)極小孔射出時(shí)可獲= eU得一個(gè)與管軸平行的速度5，依功能原理：2=件口則電子的軸向速度為：5 丫刑（5）在F偏轉(zhuǎn)板上加一交變電壓，則電子束在通過(guò)該偏轉(zhuǎn)板時(shí)獲得一個(gè)垂直于 軸向的速度臨。所以，通過(guò)偏轉(zhuǎn)板的電子，既具有與管軸平行的速度蚓，又 具有垂直于管軸的速度臨，這時(shí)若給螺線管通以勵(lì)磁電流，使其內(nèi)部產(chǎn)生磁場(chǎng)， 則電子將在該磁場(chǎng)作用下作螺旋運(yùn)動(dòng)。這里5就相當(dāng)于為，巧 相當(dāng)于也。e_ = 8U將式（5）代入式（

3、4），可得：（6）螺線管中磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算公式以心珍 表示，代入（6）式，得:臼 _ 8/史尸+） _ 血”（尸+）”） U京 gg =心時(shí)頂 式中尚為真空磁導(dǎo)率，、Q、放的數(shù)值由實(shí)驗(yàn)室給出。因此測(cè)得/和 口后，就可求得電子的荷質(zhì)比忝 的值。二、實(shí)驗(yàn)儀器及原理簡(jiǎn)圖長(zhǎng)直螺線管 流電流表03A)陰極射線示波管，電子荷質(zhì)比測(cè)定儀電源，直流穩(wěn)壓電源，直長(zhǎng)直螺線管 流電流表03A)圖2實(shí)驗(yàn)裝置及線路圖三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容調(diào)整螺線管方位與當(dāng)?shù)氐卮艃A角相同，管內(nèi)軸向磁場(chǎng)和地球磁場(chǎng)方向一致。高壓。調(diào)至600V，調(diào)節(jié)輝度和聚焦旋鈕，使熒光屏上出現(xiàn)一明亮的細(xì)點(diǎn)。偏轉(zhuǎn)扳接交流電源，熒光屏上出現(xiàn)一直線。接通直流穩(wěn)壓電源，從零逐漸增加電流強(qiáng)度，當(dāng)磁場(chǎng)增強(qiáng)到某一強(qiáng)度時(shí)，又聚焦成一細(xì)點(diǎn)。第一次聚焦時(shí)，螺旋軌道的螺距龍恰好等于F偏轉(zhuǎn)板中點(diǎn)至熒 光屏的距離。記下聚焦時(shí)電流表的讀數(shù)。調(diào)節(jié)。為700V、800V、900V、1000V，分別記錄每次聚焦時(shí)螺線管中的I。將開(kāi)關(guān)尺扳到另一邊，重復(fù)上述操作，記下聚焦時(shí)的I。四、注意事項(xiàng)線路中有高壓，小心操作。螺線管支架應(yīng)接地，其它鐵磁物體應(yīng)遠(yuǎn)離螺線管。螺線管南高北低放。聚焦光點(diǎn)盡量細(xì)，但不要太亮。改變電流方向前，先調(diào)節(jié)勵(lì)磁電源輸出為