Transcript 实验原理

大学物理实验
电子荷质比的测定
杭州电子科技大学
物理实验中心
前言
实验目的
实验原理
实验仪器
实验内容
数据表格
注意事项
问题与讨论
【实验目的】
1、了解带电粒子在电磁场中的运动规律，电子束的
电偏转、电聚焦、磁偏转、磁聚焦的原理；
2、学习测量电子荷质比的一种方法。
【实验原理】
1.示波管的简单介绍：
2.电子的加速和电偏转：
Vd l
D  L 
V2 2d
3.电聚焦原理：
4.电子的磁偏转原理：
R  mv / eB
5.磁聚焦和电子荷质比的测量原理：
众所周知，运动电子在磁场中要受到罗伦磁力 F  ev r B
的作用（v z 方向受力为零），这个力使电子在垂直于
磁场（也垂直于螺线管轴线）的平面内作园周运动，
设其园周运动的半径为 R，则有
：
m  vr
R
eB
2  m
 vz
螺距为： h  v z  T 
eB
圆周运动的周期为：
2  R 2   m
T

vr
eB
长直螺线管的磁感应强度，可由下式计算
B
  N  I
L2  D 2
电子荷质比为:
e / m  8  V2  (L  D ) / 0  N2  h 2  I 2
2
2
2
2
【实验仪器】
DZS-D型电子束实验仪
本仪器的其它参数如下：
螺线管内的线圈匝数：
N  526 T
螺线管的长度:
L  0.234 m
螺线管的直径：
D  0.090 m
螺距(Y偏转板至荧光屏距离):
h  0.145 m
【实验内容】
1.X,Y方向电偏转规律测量，由测量结果计算电偏转
灵敏度。
2.电聚焦测量。
3.磁偏转规律测量，由测量结果计算磁偏转灵敏度。
4.磁聚焦与电子荷质比测量。
【数据表格】
1-1电偏转（X轴--水平方向）：
(1)阳极电压 V2  600V, V2  700V， D  Vd 数据记录
（2）作
图，求出曲线斜率得电偏转灵敏度
值。
（2）作 D  Vd 图，求出曲线斜率得电偏转灵敏度 SX 值。
1-2电偏转（Y轴—垂直方向）：
(1)阳极电压 V2  600V, V2  700V， D  Vd 数据记录
（2）作 D  Vd 图，求出曲线斜率得电偏转灵敏度 SY 值。
2．电聚焦：记录不同 V2下的 V1 数值，求出 V2 / V1
3．磁偏转：
(1). V2 电压为600V，记录 D  I
(2). V2 电压为700V，记录 D  I
(3).做 D  I 图，求曲线斜率得磁偏转灵敏度。
4．磁聚焦和电子荷质比的测量：
【注意事项】
1.光点不能太亮，以免烧坏荧光屏。缩短示波管寿
命。
2.实验结束，请先把励磁电流调节旋钮逆时针旋到
e
3.电子荷质比的理论值为:  1.76 1011 (c / kg )
底。
m
【问题与讨论】
1.本实验中磁力是否会作功？是否会改变电子的动能？
请说明。
2.电子束为何在本实验中可清楚看见？是否电子束自
己可以发光？请解释。