Transcript 实验十电子束实验

实验十 电子束实验
Experiment 10
Electron beam experiment
一、实验目的
1、理解电子束实验仪面板上各个旋钮的作
用，并能够正确使用。
2、主要实验内容包括四部分：电聚焦、电
偏转。要求正确使用电子束实验
仪和数显直流稳压源、完整记录测量数据
（包括有效数字和单位）。
3、通过用直角坐标纸作图及求直线的斜率，
求得电偏转和磁偏转的灵敏度。
二、实验仪器
 电子束实验仪
三、实验原理
1.示波管的简单介绍
实验原理
电聚焦原理的简单介绍
在电场的前半区（左半边），电子受到与电力线相
切方向的作用力F，F可分解为垂直指向轴线的分力
Fr与平行于轴线的分力Fz。Fr的作用使电子运动向
轴线靠拢，起聚焦作用；
电子到达电场的后半区（右半边）时，受到的作用力F可
分解为相应的Fr和Fz两个分量。Fr使电子离开轴线，起散
焦作用。
但因为在整个电场区域里电子都受到同方向的沿Z轴的作用力，
电子在后半区的轴向速度比在前半区的大得多。因此，在后半
区，电子受Fr的作用时间短得多，获得的离轴速度比在前半区
获得的向轴速度小。
总的效果是，电子向轴线靠拢，整个电场起聚焦作用。
磁聚焦原理的简单介绍
磁聚焦原理的简单介绍
改变加速电场强
度和磁场强度，
使电子在示波管
中所经过的路程
为螺距的整数
倍，这时电子束
将在荧光屏上会
聚。这就是电子
射线的磁聚焦原
理。
实验步骤
（一）电子在横向电场作用下的运动（电偏转）
 偏转系统由两对互相垂直的偏转板组成，
一对竖直偏转板Y1、Y2，一对水平偏转板
X1、X2。在两块Y（或X）偏转板间加上电
压时，受电场力的作用，通过两板之间的
电子束的方向发生偏转。
 设偏转电极中心到荧光屏距离为L，电子在
荧光屏上的竖直偏移为y（图1），则有
y 
bL
2 dV 2
Vy
式中，b为偏转板长度;d为偏转板间距离；
Vy为竖直偏
转电压；V2为电子进人偏转场之前，使电
子加速的电压。
电偏转灵敏度
 电偏转灵敏度定义为偏转板上加单位电压时，所
引起的电子束在荧光屏上的偏移，则示波管的Y轴
电偏转灵敏度
Sy 
y

Vy
bL
2 dV 2
 同理，示波管的X轴电偏转灵敏度为
Sx 
x
Vx

b L 
2 dV 2
具体操作
 1．接插线 （已完成）
 2．调焦：把聚焦选择开关置于“点”聚焦位置的反方向，
辉度（栅压）控制处在适当位置，调节聚焦电压，使屏上
光点聚成一细线 ，光线不要太亮，以免烧坏荧光物质。
 3．测加速电压V2 ：用万用表2500V档（量程选直流
1000V档，“+”表笔插2500V插孔）
 4．测偏转电压 Vy ：用数字表直流 200V档。
 5．光线调零：用数字表测 Vy； 调 y偏转旋钮使 Vy为 0，
这时光线在 y轴上应在中心原点，若不在调Y调零旋钮使
光线处在中心原点。
 6．测量不同V2（取两组）时的y── Vy
数据处理
1．课堂上填好如下表格
Y(cm)
V2=
Vy(V)
V’2=
V’y(V)
-2.0
-1.0
0
1.0
2.0
2．课后完成：在坐标纸上画出y──Vy图线，计算
直线的斜率（即电偏转灵敏度）。
直线的斜率表示电偏转灵敏度的大小，直线的
斜率随加速电压的大小而变化，说明偏转灵敏度
与电子的动能大小有关或者说和速度大小有关。