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实验报告--磁聚焦法测定电子荷质比

实验报告--磁聚焦法测定电子荷质比
实验报告--磁聚焦法测定电子荷质比

实验报告

姓名:张伟楠班级:F0703028 学号:5070309108 实验成绩:

同组姓名:实验日期:2008.04.14 指导老师:批阅日期:

磁聚焦法测定电子荷质比

【实验目的】

1.学习测量电子荷质比的方法;

2.了解带电粒子在电磁场中的运动规律及磁聚焦原理。

【实验原理】

1、示波管

本实验所用的8SJ31型示波管由阴极K、栅极G、加速电极、第一阳极A1和第二阳极A2、X向偏转板D x、Y向偏转板D y组成。

2、电子射线的磁聚焦原理(偏转电场为零)

I.在示波管外套一个通用螺线管,使在电子射线前进的方向产生一个均匀磁场,可以认为电子离开第一聚焦点F1后立即进入电场为零的均匀磁场中运动.

II.在均匀磁场B中以速度运动的电子,受到洛仑兹力F的作用(1)

当v和B平行时,F等于零,电子的运动不受磁场的影响,仍以原来的速度v作匀速直线运动.当v和B垂直时,力F垂直于速度v和磁感应强度B,电子在垂直于B的平面内作匀速圆周运动.维持电子作圆周运动的力就是洛仑兹力,即

(2)

电子运动轨道的半径为:(3)

电子绕圆一周所需的时间(周期)T为(4)

从(3)、(4)两式可见,周期T和电子速度v无关,即在均匀磁场中不同速度的电子绕圆一周所需的时间是相同的.但速度大的电子所绕圆周的半径也大.因此,已经聚焦的电子射线绕一周后又将会聚到一点.

III.在一般情况下,电子束呈圆锥形向荧光屏运动,如电子速度v和磁感应强度B之间成一夹角,此时可将v分解为与B平行的轴向速度v// (v// = v cosθ )和与B垂直的径向速度v θ ).v// 使电子沿轴方向作匀速运动,而v┴在洛仑兹力的作用下使电子绕轴作圆┴(v┴= v sin

周运动,合成的电子轨迹为一螺旋线,其螺距为

(5)

对于从第一聚焦点F1出发的不同电子,虽然径向速度v┴不同,所走的圆半径R也不同,但只要轴向速度v//相等,并选择合适的轴向速度v//和磁感应强度B(改变v的大小,可通过调节加速电压Ua;改变B的大小可调节螺线管中的励磁电流I),使电子在经过的路程l中恰好包含有整数个螺距h,这时电子射线又将会聚于一点,这就是电子射线的磁聚焦原理.

3、零电场法测定电子荷质比

因为θ 很小,可以近似认为电子在均匀磁场中运动时,具有相同的轴向速度v//=,由前述原理,通过改变励磁电流I,可以改变螺距h=,而增大B,使电子在磁场作

用下旋转2周、3周后聚焦在荧光屏上。而考虑有限长螺线管轴线中点的磁感应强度后,可

得到=k(c/kg),其中k=,其中L为螺线管长度,D为螺线管直径,l为F1与光屏之间的距离,N为螺线管总匝数。

实际实验时,为了降低误差,将第二次,第三次聚焦时的励磁电流折算成第一次聚焦的平均励磁电流I,即平均值I=。而为了抵消地磁场对实际测量造成的影响,每次测

量均需改变螺线管磁场方向取得两组数据后取均值。

4、电场偏转法测定电子荷质比

在示波管的X偏转板上加以交流电压,使电子获得偏转速度V x,螺线管未通电流时,因电子偏转在荧光屏上出现一条亮线。接通励磁电流后,电子沿不同螺旋线运动,亮线开始

转动,转过角度π时,电子汇聚到一点,故可以获得电子荷质比=,其中是

亮线转过的角度。而l不明确,故而使用X偏转板的中间位置和后沿到荧光屏的距离分别进行计算。

【实验数据记录、实验结果计算】

1、零电场法测定电子荷质比

实验前计算k ==(SI)

(1)

= 0.420A

= 0.845A

= 1.272A

I== 0.423A

= k=

标准

(2)

= 0.442A

= 0.884A

= 1.347A

I== 0.446A

=k=

标准

2

【对实验结果中的现象或问题进行分析、讨论】

1.零电场法测定电子荷质比的实验部分中得到的结果与标准理论值的相对误差

都在3%以内,实验做得比较成功;

在这个部分中,我们小组面临的一大困难是对电流的读数。因为电流的示数一直在不停地摆动,实验仪器也没有HOLD键,所以遇到了一点困难。在此采用了取摆动范围内的中间值作为读数(大多数的摆动还是很小的,大概在

0.03A的振动范围内摆动)。

这个部分的多次求平均值使得以上的读数误差大大减小,最终测得比较好的结果。850V和950V的结果也很接近。

2.电场偏转法测定电子荷质比的部分中的主要难点是电路的连接与调整,之后

的数据测量较第一个部分而言还是比较轻松的。以电磁场为0时作为起点(这时的励磁电流为0,但是电流输出仪器不能使电流达到0,所以这时应将输出励磁电流的仪器关闭)。

在此部分要注意的就是显示在荧光屏上的像不一定是严格的直线,当直线转过一定的角度之后,直线就会有些扭曲,这会影响实验的结果。

从实验结果可以看出,这一

方法测量得到的结果不是很精确,这也体现出实验室条件对这一中方法的局限性。

【附页】

思考题

1.为什么螺线管磁场要反方向测量后求平均磁感应强度来计算e/m?

答:实际上实验室中还存在由南向北的地磁场,将螺线管南北方向放置,进行正反方向的两次测量求平均值,可以抵消掉地磁场的作用,使得结果不受地磁场的影响。

2.如何判断一次聚焦、两次聚焦、三次聚焦?

答:首先将励磁电流调到0(或最小),这时可以保证电子没有经过一次聚焦(聚焦的螺距大于与荧光屏的距离),在荧光屏上会显示出一个光斑,表示电子是发散开的。通过对励磁电流的增加,螺线管里的磁感应强度也相应增加,电子聚焦的螺距将减小,当螺距减小到电子最初的汇聚点与荧光屏的距离相等时,在荧光屏上的光斑会汇聚成一个很小的点,这时就是电子的第一次聚焦。接着继续加大励磁电流,光斑又会散开,当螺距减小到电子最初的汇聚点与荧光屏的距离的一半时,电子再次在荧光屏上聚焦,也即是第二次出现小点时是第二次聚焦。同理,第三次出现小点时是第三次聚焦。

3.试讨论l和I的测量对实验结果的影响。

答:对于零电场法:

=(c/kg)

可以看出,如果l测量偏大,则最终的结果将偏小,反之偏大;如果I测量偏大,则最终的结果将偏小,反之偏大。

对于电场偏转法:

K是一个常数,可以看出,如果l测量偏大,则最终的结果将偏小,反之偏大;如果I测量偏大,则最终的结果将偏小,反之偏大。

实验感想

这次实验,我认为一大难点是电路的连接,也许很多人不这么认为,但是我承认自己的电路连接的动手能力不是很好,需要锻炼。在这次实验的电路连接中,我认为自己

对电路的原理的掌握还是比较到位的,使得我们小组在最初的电路连接环节只花费了很少的时间。实验的第二部分对电路连接的要求更高,但只要看清电路图,抓住关键,就可以成功连接。这也使得我对自己的电路连接能力更加地认可了,能看到每个实验中自己的进步固然是好事。这也是我本学期的最后一个实验,通过对大物实验的学习,我的动手能力得到了显著的提高,这不但提高了我对物理的兴趣,也使得我更有自信去面对以后的各种动手实践的活动。

感谢助教老师在实验中对我们小组的指点和帮助!

核磁共振实验

核磁共振实验 发现的背景 所谓核磁共振,是指具有磁矩的原子核在恒定磁场中由电磁波引起的共振跃迁现象。核磁共振的发现,跟核磁矩的研究紧密相关。 1911年,卢瑟福根据a 粒子散射实验提出核原子模型后,直到原子光谱的超精细结构发现以后,1924年泡利才正式提出,原子光谱的超精细结构是核自旋与外电子轨道运动相互作用的结果;原子核应具有自旋角动量和磁矩。 斯特恩创造了分子束方法,对核磁矩作过重要研究。1933年他和弗利胥(O.Frisch )、爱斯特曼(I.Estermann )等人用分子束实验装置测量氢分子中质子和氘核的磁矩。所得结果表明质子磁矩比狄拉克电子理论预言的大2.5倍而氘核磁矩则在0.5到1个核磁子之间。氘核是由质子和中子组成的,由此即可推测中子也有磁矩。这说明尽管中子整体不带电,其内部却有电荷分布和电流效应。这些实验事实,激励了其他人对核的电磁特性的探索。 拉比的分子束磁共振方法对斯特恩实验作了重大改进。改进的关键在于利用了共振现象。二十年代末,拉比访问欧洲时,就在斯特恩的实验室里工作了一年,研究原子磁矩的测量。1929年,他回到哥伦比亚大学开展原子束分子束的研究。后来他受到荷兰物理学家哥特(C.J.Gorter )的启发,并于1938年把哥特射频共振法应用于分子束技术,创立了分子束共振法。 拉比对分子束磁共振方法的研究和布洛赫对核磁共振的研究都是受到了斯特恩的启发。 分子束磁共振方法在1945-1946年间又取得了突破性的进展,这就是通过磁共振的精密测量,发现了核磁共振。 人物介绍 图11.1 布洛 赫 图11.2 珀塞尔 布洛赫 Felix Bloch 珀塞尔 Edward Purcell

微波段电子自旋共振实验报告

微波段电子自旋共振实验 电子自旋共振(ESR )谱仪是根据电子自旋磁矩在磁场中的运动与外部高频电磁场相互作用,对电磁波共振吸收的原理而设计的。因为电子本身运动受物质微观结构的影响,所以电子自旋共振成为观察物质结构及其运动状态的一种手段。又因为电子自旋共振谱仪具有极高的灵敏度,并且观测时对样品没有破坏作用,所以电子自旋共振谱仪被广泛应用于物理、化学、生物和医学生命领域。 一. 实验目的 1. 本实验的目的是在了解电子自旋共振原理的基础上,学习用微波频段检测电子自旋共振信号的方法。 2. 通过有机自由基DPPH 的g 值和EPR 谱线共振线宽并测出DPPH 的共振频率,算出共振磁场,与特斯拉计测量的磁场对比。 3. 了解、掌握微波仪器和器件的应用。 4. 学习利用锁相放大器进行小信号测量的方法。 二. 实验原理 具有未成对电子的物质置于静磁场B 中,由于电子的自旋磁矩与外部磁场相互作用,导致电子的基态发生塞曼能级分裂,当在垂直于静磁场方向上所加横向电磁波的量子能量等于塞曼分裂所需要的能量,即满足共振条件B ?=γω,此时未成对电子发生能级跃迁。 Bloch 根据经典理论力学和部分量子力学的概念推导出Bloch 方程。Feynman 、Vernon 、Hellwarth 在推导二能级原子系统与电磁场作用时,从基本的薛定谔方程出发得到与Bloch 方程完全相同的结果,从而得出Bloch 方程适用于一切能级跃迁的理论,这种理论被称之为FVH 表象。 原子核具有磁矩: L ?=γμ; (1) γ称为回旋比,是一个参数;L 表示自旋的角动量; 原子核在磁场中受到力矩: B M ?=μ; (2)

电子科技大学选修单片机实验报告

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②、再按按键key1进行切换,此时数码管第6、7位显示从 学号到(学号值+5秒)的循环计时秒表,时间间隔为1秒。 按按键key2时,秒表停止计数,再按按键key2时,秒表继续 计数。按按键key1可切换回任务1的显示。 ③、当电压值大于2伏时,按按键不起作用。 1、硬件设计 2、各部分硬件原理 (相关各部分例如:数码管动态扫描原理;TLC549ADC特征及应用等) (1)数码管动态扫描原理 多位联体的动态数码管段选信号abcdefg和dp(相当于数据线是公用的,而位选信号com是分开的。扫描方法并不难,先把第1个数码管的显示数据送到abcdefg和dp,同时选通com1,而其它数码管的com信号禁止;延时一段时间(通常不超过10ms),再把第二个

数码管的显示数据送到abcdefg和dp,同时选通com2,而其他数码管的com信号禁止;延时一段时间,再显示下一个。注意,扫描整个数码管的频率应当保证在50Hz 以上,否则会看到明显的闪烁。 (2)TLC549ADC特征及应用等 当/CS变为低电平后,TLC549芯片被选中,同时前次转换结果的最高有效位MSB (A7)自DAT端输出,接着要求自CLK端输入8个外部时钟信号,前7个CLK信号的作用,是配合TLC549 输出前次转换结果的A6-A0 位,并为本次转换做准备:在第4个CLK 信号由高至低的跳变之后,片内采样/保持电路对输入模拟量采样开始,第8个CLK 信号的下降沿使片内采样/保持电路进入保持状态并启动A/D开始转换。转换时间为36 个系统时钟周期,最大为17us。直到A/D转换完成前的这段时间内,TLC549 的控制逻辑要求:或者/CS保持高电平,或者CLK 时钟端保持36个系统时钟周期的低电平。由此可见,在自TLC549的CLK 端输入8个外部时钟信号期间需要完成以下工作:读入前次A/D转换结果;对本次转换的输入模

电工和电子技术(A)1实验报告解读

实验一 电位、电压的测定及基尔霍夫定律 1.1电位、电压的测定及电路电位图的绘制 一、实验目的 1.验证电路中电位的相对性、电压的绝对性 2. 掌握电路电位图的绘制方法 三、实验内容 利用DVCC-03实验挂箱上的“基尔霍夫定律/叠加原理”实验电路板,按图1-1接线。 1. 分别将两路直流稳压电源接入电路,令 U 1=6V ,U 2=12V 。(先调准输出电压值,再接入实验线路中。) 2. 以图1-1中的A 点作为电位的参考点,分别测量B 、C 、D 、E 、F 各点的电位值φ及相邻两点之间的电压值U AB 、U BC 、U CD 、U DE 、U EF 及U FA ,数据列于表中。 3. 以D 点作为参考点,重复实验内容2的测量,测得数据列于表中。 图 1-1

四、思考题 若以F点为参考电位点,实验测得各点的电位值;现令E点作为参考电位点,试问此时各点的电位值应有何变化? 答: 五、实验报告 1.根据实验数据,绘制两个电位图形,并对照观察各对应两点间的电压情况。两个电位图的参考点不同,但各点的相对顺序应一致,以便对照。 答: 2. 完成数据表格中的计算,对误差作必要的分析。 答: 3. 总结电位相对性和电压绝对性的结论。 答:

1.2基尔霍夫定律的验证 一、实验目的 1. 验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律的理解。 2. 学会用电流插头、插座测量各支路电流。 二、实验内容 实验线路与图1-1相同,用DVCC-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”电路板。 1. 实验前先任意设定三条支路电流正方向。如图1-1中的I1、I2、I3的方向已设定。闭合回路的正方向可任意设定。 2. 分别将两路直流稳压源接入电路,令U1=6V,U2=12V。 3. 熟悉电流插头的结构,将电流插头的两端接至数字电流表的“+、-”两端。 4. 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,读出并记录电流值。 5. 用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值,记录之。 三、预习思考题 1. 根据图1-1的电路参数,计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值,记入表中,以便实验测量时,可正确地选定电流表和电压表的量程。 答: 2. 实验中,若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流,在什么情况下可能出现指针反偏,应如何处理?在记录数据时应注意什么?若用直流数字电流表进行测量时,则会有什么显示呢? 答:

磁共振图像后处理算法设计

地理与生物信息学院 2012/ 2013 学年第二学期 实验报告 课程名称:医学成像技术 实验名称:磁共振图像后处理算法设计 班级学号: B10090405 学生姓名: 陈洁 指导教师: 戴修斌 日期:2013 年 5 月

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2. 算法实现流程: 1) 读入图像函数:imread(),中值滤波函数:medfilt2(); 实验2:对图像进行灰度变换操作 1.操作步骤: 1) 原图像灰度范围[50 150]内的像素灰度值转成[10 250]范围; 2) 原图像灰度范围[50 150]内的像素灰度值转成[20 200]范围; 2.算法实现流程: 源代码: clear;clc; iptsetpref('ImshowBorder','tight'); I = imread('C:\Documents and Settings\nupt\桌面\4.bmp'); J = imnoise(I,'gaussian',0.02,0.02); K = medfilt2(J,[5,5]); figure,imshow(I),title('原图'); figure,imshow(J),title('高斯噪声'); figure,imshow(K),title('中值滤波'); f (x , y ) a m b n g (x , y ) ?? ?? ???>≤≤+---<=b y x f n b y x f a m a y x f a b m n a y x f m y x g ),( ),( ]),([),( ),(

电子自旋共振实验报告

微波电子自旋共振 【摘要】本文通过电子自旋共振实验,解释恒定磁场中的电子自旋磁矩在射频电磁场 的作用下会发生磁能级间的共振跃迁现象。 一、引言 电子自旋的概念首先由Pauli于1924年提出。而电子自旋共振实验则是从1945年开始才发展起来的一项新技术。 电子自旋共振研究的对象是具有未偶电子的物质,如具有奇数个电子的原子、分子、内电子壳层未被充满的离子、受辐射作用产生的自由基及半导体、金属等。通过共振谱线的研究,可以获得有关分子、原子及离子中未偶电子的状态及其周围环境方面的信息,从而得到有关物质结构和化学键的信息,故电子自旋共振是一种重要的近代物理实验技术,在物理、化学、生物、医学等领域有广泛用途。 “自旋”概念的明确提出:1925年,两位年轻的荷兰学生乌伦贝克和哥德斯密特,“为了解释反常塞曼效应”,受泡利不相容原理的启发,明确提出了电子具有自旋的概念,并证明了“自旋”就是泡利提出的“新自由度”。1926年,海森伯和约旦引进自旋S,用量子力学理论对反常塞曼效应作出了正确的计算。1927年,泡利引入了泡利矩阵作为自旋操作符号的基础,引发了保罗-狄拉克发现描述相对论电子的狄拉克方程式。 电子自旋共振(ESR,Electron Spin Resonance)是一种奇妙的实验现象,也被称为电子顺磁共振(EPR,Electron Paramagnetic Resonance)。它利用具有未偶电子的物质在外加恒定磁场作用下对电磁波的共振吸收特性,来探测物质中的未偶电子,研究其与周围环境的相互作用,从而获得有关物质微观结构的信息。电子自旋共振现象直到1944年才由苏联喀山大学的扎沃伊斯基(E.K.Зabouchuǔ)在实验中观察到。 二、实验原理 1、量子力学解释 μ的关系为: 电子具有自旋,其自旋角动量Pe和自旋磁矩e 图1 自旋能级在磁场中的取向 g为朗德因子,Bμ为玻耳磁子,其值为5.7883785×1O-11MevT-1。若电子处于外磁场 μ在空间的取向是量子化的,Pe在Z方向的B(沿Z方向)中,据量子力学可知Pe和e

电子技术基础实验报告要点

电子技术实验报告 学号: 222014321092015 姓名:刘娟 专业:教育技术学

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将测量数据及实验结果填入表3-2中。 2、观察静态工作点对放大器输出波形的影响,将观察结果分别填入表3-3,3-4中。 ●输入信号不变,用示波器观察正常工作时输出电压V o的波形并描画下来。 ●逐渐减小R P2的阻值,观察输出电压的变化,在输出电压波形出现明显失真时,把失真的波形描 画下来,并说明是哪种失真。( 如果R P2=0Ω后,仍不出现失真,可以加大输入信号V i,或将R b1由100KΩ改为10KΩ,直到出现明显失真波形。) ●逐渐增大R P2的阻值,观察输出电压的变化,在输出电压波形出现明显失真时,把失真波形描画 下来,并说明是哪种失真。如果R P2=1M后,仍不出现失真,可以加大输入信号V i,直到出现明显失真波形。 表 3-3 ●调节R P2使输出电压波形不失真且幅值为最大(这时的电压放大倍数最大),测量此时的静态工 作点V c、V B、V b1和V O 。 表 3-4 五、实验报告 1、分析输入电阻和输出电阻的测试方法。 按照电路图连接好电路后,调节RP2,使Vc的值在6-7V之间,此时使用万用表。接入输入信号1khz 20mv后,用示波器测试Vi与Vi’,记录数据。用公式计算出输入电阻的值。在接入负载RL和不接入负载时分别用示波器测试Vo的值,记录数据,用公式计算出输出电阻的值。 2、讨论静态工作点对放大器输出波形的影响。 静态工作点过低,波形会出现截止失真,即负半轴出现失真;静态工

核磁共振成像实验报告

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持续时间越长,在射频脉冲停止时,M离开其平衡状态B0越远。 如用以B0为Z轴方向的直角座标系表示M,则宏观磁化矢量M平行于XY平面,而纵向磁化矢量Mz=0,横向磁化矢量Mxy最大,如图2所示。这时质子群几乎以同样的相位旋进。施加180°脉冲后,M与B0平行,但方向相反,横向磁化矢量Mxy为零,如图3所示。 图2 90°脉冲后横向磁化矢量达到最大 图3 180°脉冲后的横向磁化分量为0 三、射频脉冲停止后(氢)质子状态 脉冲停止后,宏观磁化矢量又自发地回复到平衡状态,这个过程称之为“核磁弛豫”。当90°脉冲停止后,M仍围绕B0轴旋转,M末端螺旋上升逐渐靠向B0,如图4所示。 图4 90度脉冲停止后宏观磁化矢量的变化 1. 纵向弛豫时间(T1) 90°脉冲停止后,纵向磁化矢量要逐渐恢复到平衡状态,测量时间距射频脉冲终止的时

顺磁共振实验报告

近代物理实验报告 顺磁共振实验 学院 班级 姓名 学号 时间 2014年5月10日

顺磁共振实验 实验报告 【摘要】 电子顺磁共振又称电子自旋共振。由于这种共振跃迁只能发生在原子的固有磁矩不为零的顺磁材料中,因此被称为电子顺磁共振;因为分子和固体中的磁矩主要是自旋磁矩的贡献所以又被称为电子自旋共振。简称“EPR ”或“ESR ”。由于电子的磁矩比核磁矩大得多,在同样的磁场下,电子顺磁共振的灵敏度也比核磁共振高得多。在微波和射频范围内都能观察到电子顺磁现象,本实验使用微波进行电子顺磁共振实验。 【关键词】 顺磁共振,自旋g 因子,检波 【引言】 顺磁共振(EPR )又称为电子自旋共振(ESR ),这是因为物质的顺磁性主要来自电子的自旋。电子自旋共振即为处于恒定磁场中的电子自旋在射频场或微波场作用下的磁能级间的共振跃迁现象。顺磁共振技术得到迅速发展后广泛的应用于物理、化学、生物及医学等领域。电子自旋共振方法具有在高频率的波段上能获得较高的灵敏度和分辨率,能深入物质内部进行超低含量分析,但并不破坏样品的结构,对化学反应无干扰等优点,对研究材料的各种反应过程中的结构和演变,以及材料的性能具有重要的意义。研究了解电子自旋共振现象,测量有机自由基DPPH 的g 因子值,了解和掌握微波器件在电子自由共振中的应用,从矩形谐振长度的变化,进一步理解谐振腔的驻波。 【正文】 一、实验原理 (1)电子的自旋轨道磁矩与自旋磁矩 原子中的电子由于轨道运动,具有轨道磁矩,其数值为: 2l l e e P m μ=- ,负号表示方向同l P 相反。在量子力学中(1)l P l l =+,因而 (1)(1)2l B e e l l l l m μμ=+=+,其中2B e e m μ=称为玻尔磁子。电子除了轨道运动外

现代电子技术综合实验报告 熊万安

电子科技大学通信与信息工程学院实验报告 实验名称现代电子技术综合实验 姓名: 学号: 评分: 教师签字 电子科技大学教务处制

电子科技大学 实验报告 学生姓名:学号:指导教师:熊万安 实验地点:科A333 实验时间:2016.3.7-2016.3.17 一、实验室名称:电子技术综合实验室 二、实验项目名称:电子技术综合实验 三、实验学时:32 四、实验目的与任务: 1、熟悉系统设计与实现原理 2、掌握KEIL C51的基本使用方法 3、熟悉SMART SOPC实验箱的应用 4、连接电路,编程调试,实现各部分的功能 5、完成系统软件的编写与调试 五、实验器材 1、PC机一台 2、SMART SOPC实验箱一套 六、实验原理、步骤及内容 试验要求: 1. 数码管第1、2位显示“1-”,第3、4位显示秒表程序:从8.0秒到1.0秒不断循环倒计时变化;同时,每秒钟,蜂鸣器对应发出0.3秒的声音加0.7秒的暂停,对应第8秒到第1秒,声音分别为“多(高

音1)西(7)拉(6)索(5)发(4)米(3)莱(2)朵(中音1)”;数码管第5位显示“-”号,数码管第6、7、8位显示温度值,其中第6、7位显示温度的两位整数,第8位显示1位小数。按按键转到任务2。 2. 停止声音和温度。数码管第1、2位显示“2-”,第3、4位显示学号的最后2位,第5位显示“-”号,第6到第8位显示ADC电压三位数值,按按鍵Key后转到任务3,同时蜂鸣器发出中音2的声音0.3秒; 3. 数码管第1、2位显示“3-”,第3、4位显示秒表程序:从8.0秒到1.0秒不断循环倒计时变化;调节电压值,当其从0变为最大的过程中,8个发光二极管也从最暗(或熄灭)变为最亮,当电压值为最大时,秒表暂停;当电压值为最小时,秒表回到初始值8.0;当电压值是其他值时,数码管又回到第3、4位显示从8.0秒到1.0秒的循环倒计时秒表状态。按按鍵Key回到任务1,同时蜂鸣器发出中音5的声音0.3秒。

电子技术实验报告—实验4单级放大电路

电子技术实验报告 实验名称:单级放大电路 系别: 班号: 实验者姓名: 学号: 实验日期: 实验报告完成日期: ?

目录 一、实验目的 (3) 二、实验仪器 (3) 三、实验原理 (3) (一)单级低频放大器的模型和性能 (3) (二)放大器参数及其测量方法 (5) 四、实验内容 (7) 1、搭接实验电路 (7) 2、静态工作点的测量和调试 (8) 3、基本放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量 (9) 4、放大器上限、下限频率的测量 (10) 5、电流串联负反馈放大器参数测量 (11) 五、思考题 (11) 六、实验总结 (11)

一、实验目的 1.学会在面包板上搭接电路的方法; 2.学习放大电路的调试方法; 3.掌握放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输出电阻和通频带测量方法; 4.研究负反馈对放大器性能的影响;了解射级输出器的基本性能; 5.了解静态工作点对输出波形的影响和负载对放大电路倍数的影响。 二、实验仪器 1.示波器1台 2.函数信号发生器1台 3. 直流稳压电源1台 4.数字万用表1台 5.多功能电路实验箱1台 6.交流毫伏表1台 三、实验原理 (一) 单级低频放大器的模型和性能 1. 单级低频放大器的模型 单级低频放大器能将频率从几十Hz~几百kHz的低频信号进行不失真地放大,是放大器中最基本的放大器,单级低频放大器根据性能不同科分为基本放

大器和负反馈放大器。 从放大器的输出端取出信号电压(或电流)经过反馈网络得到反馈信号电压(或电流)送回放大器的输入端称为反馈。若反馈信号的极性与原输入信号的极性相反,则为负反馈。 根据输出端的取样信号(电压或电流)与送回输入端的连接方式(串联或并联)的不同,一般可分为四种反馈类型——电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。负反馈是改变房卡器及其他电子系统特性的一种重要手段。负反馈使放大器的净输入信号减小,因此放大器的增益下降;同时改善了放大器的其他性能:提高了增益稳定性,展宽了通频带,减小了非线性失真,以及改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗。负反馈对输入阻抗和输出阻抗的影响跟反馈类型有关。由于串联负反馈实在基本放大器的输入回路中串接了一个反馈电压,因而提高了输入阻抗,而并联负反馈是在输入回路上并联了一个反馈电流,从而降低了输入阻抗。凡是电压负反馈都有保持输出电压稳定的趋势,与此恒压相关的是输出阻抗减小;凡是电流负反馈都有保持输出电流稳定的趋势,与此恒流相关的是输出阻抗增大。 2.单级电流串联负反馈放大器与基本放大器的性能比较 电路图2是分压式偏置的共射级基本放大电路,它未引入交流负反馈。 电路图3是在图2的基础上,去掉射极旁路电容C e,这样就引入了电流串联负反馈。

核磁共振成像实验报告

核磁共振成像实验 【目的要求】 1.学习和了解核磁共振原理和核磁共振成像原理; 2.掌握MRIjx 核磁共振成像仪的结构、原理、调试和操作过程; 【仪器用具】 MRIjx 核磁共振成像仪、计算机、样品(油) 【原 理】 磁共振成像(MRI )是利用射频电磁波(脉冲序列)对置于静磁场B 0中的含有自旋不为零的原子核(1H )的物质进行激发,发生核磁共振,用感应线圈检测技术获得物质的组织驰豫信息和氢质子密度信息(采集共振信号),用梯度磁场进行空间定位、通过图像重建,形成磁共振图像的方法和技术。 具体的讲,核磁共振是利用核磁共振现象获取分子结构、样品内部结构信息的技术。当具有自旋的原子核的磁矩处于静止外磁场中时会产生进动和能级分裂。在交变磁场作用下,自旋的原子核会吸收特定频率的无线电射频电磁波,从较低的能级跃迁到较高能级。在停止射频脉冲后,原子核按特定频率发出射电信号,并将吸收的能量释放出来,被物体外的接受器收录,经电子计算机处理获得图像,这就是做核磁共振成像过程。 MRI 的特点: ● 具有较高的物质组织对比度和组织分辨力,对软组织分辨率极佳,能清晰地显示软组织、软骨结构,解剖结构和医学上的病变形态,显示清楚、逼真。 ● 多方位成像,能对被检查部位进行横断面、冠状面、矢状面以及任何斜面成像。 ● 多参数成像,获取T 1加权成像(T 1W1):T 2加权成像(T 2W2)、质子密度加权成像(PDW1),在影像上取得物质的组织之间、组织与变化之间T 1、T 2和PD 的信号对比,在医学上对显示解剖结构和病变敏感。 ● 能进行形态学、功能、组织化学和生物化学方面的研究。 ● 以射频脉冲作为成像的能量源,不使用电离辐射,对人体安全、无创。 一、核磁共振原理 产生核磁共振信号必须满足三个基本条件:(1)能够产生共振跃迁的原子核;(2)恒定的静磁场(外磁场、主磁场)B 0;(3)产生一定频率电磁波的交变磁场,射频磁场(RF );即:“核”:共振跃迁的原子核;“磁”:主磁场B 0和射频磁场RF ;“共振”:当射频磁场的频率与原子核进动的频率一致时原子核吸收能量,发生能级间的共振跃迁。 1. 原子核的自旋和磁矩 原子核由质子和中子组成,原子核有自旋运动,可以粗略的理解为原子核绕自身的轴向高速旋转的运动,对应有确定的自旋角动量,反映了原子核的内禀特性。自旋的大小与原子核中的核子数及其分布有关,质子数和中子数均为偶数的原子核,自旋量子数I=0,质量数为奇数的原子核,自旋量子数为半整数,质量数为偶数,质子数为奇数的原子核,自旋量子数为整数。原子核自旋角动量的具体数值由原子核的自旋量子数I 决定, )(1+=I I l I 。 原子核具有电荷分布,自旋时形成循环电流,产生磁场,形成磁矩,磁矩的方向与自旋角动量方向一致,大小I P γγμ==,P 是角动量,γ是磁旋比,等于

磁共振实验报告

近代物理实验题目磁共振技术 学院数理与信息工程学院 班级物理082班 学号08220204 姓名 同组实验者 指导教师

光磁共振实验报告 【摘要】本次实验在了解如光抽运原理,弛豫过程、塞曼分裂等基本知识点的基础上,合理进行操作,从而观察到光抽运信号,并顺利测量g因子。 【关键词】光磁共振光抽运效应塞曼能级分裂超精细结构 【引言】光磁共振实际上是使原子、分子的光学频率的共振与射频或微波频率的磁共振同时发生的一种双共振现象。这种方法是卡斯特勒在巴黎提出并实现的。由于这种方法最早实现了粒子数反转,成了发明激光器的先导,所以卡斯特勒被人们誉为“激光之父”。光磁共振方法现已发展成为研究原子物理的一种重要的实验方法。它大大地丰富了我们对原子能级精细结构和超精细结构、能级寿命、塞曼分裂和斯塔克分裂、原子磁矩和g因子、原子与原子间以及原子与其它物质间相互作用的了解。利用光磁共振原理可以制成测量微弱磁场的磁强计,也可以制成高稳定度的原子频标。 【正文】 一、基本知识 1、铷原子基态和最低激发态能级结构及塞曼分裂 本实验的研究对象为铷原子,天然铷有两种同位素;85Rb(占72.15%)和87Rb(占27.85%).选用天然铷作样品,既可避免使用昂贵的单一同位素,又可在一个样品上观察到两种原子的超精细结构塞曼子能级跃迁的磁共振信号.铷原子基态和最低激发态的能级结构如图1所示.在磁场中,铷原子的超精细结构能级产生塞曼分裂.标定这些分裂能级的磁量子数m F=F,F-1,…,-F,因而一个超精细能级分裂为2F+1个塞曼子能级. 设原子的总角动量所对应的原子总磁矩为μF,μF与外磁场B0相互作用的能量为 E=-μF·B0=g F m FμF B0(1) 这正是超精细塞曼子能级的能量.式中玻尔磁子μB=9.2741×10-24J·T-1 ,朗德因子g F= g J [F(F+1)+J(J+1)-I(I+1)] ? 2F(F+1)(2) 图1 其中g J= 1+[J(J+1)-L(L+1)+S(S+1)] ? 2J(J+1)(3) 上面两个式子是由量子理论导出的,把相应的量子数代入很容易求得具体数值.由式(1)可知,相邻塞曼子能级之间的能量差 ΔE=g FμB B0(4) 式中ΔE与B0成正比关系,在弱磁场B0=0,则塞曼子能级简并为超精细结构能级.

现代电子实验报告 电子科技大学

基于FPGA的现代电子实验设计报告 ——数字式秒表设计(VHDL)学院:物理电子学院 专业: 学号: 学生姓名: 指导教师:刘曦 实验地点:科研楼303 实验时间:

摘要: 通过使用VHDL语言开发FPGA的一般流程,重点介绍了秒表的基本原理和相应的设计方案,最终采用了一种基于FPGA 的数字频率的实现方法。该设计采用硬件描述语言VHDL,在软件开发平台ISE上完成。该设计的秒表能准确地完成启动,停止,分段,复位功能。使用ModelSim 仿真软件对VHDL 程序做了仿真,并完成了综合布局布线,最终下载到EEC-FPGA实验板上取得良好测试效果。 关键词:FPGA,VHDL,ISE,ModelSim

目录 绪论 (4) 第一章实验任务 (5) 第二章系统需求和解决方案计划 (5) 第三章设计思路 (6) 第四章系统组成和解决方案 (6) 第五章各分模块原理 (8) 第六章仿真结果与分析 (11) 第七章分配引脚和下载实现 (13) 第八章实验结论 (14)

绪论: 1.1课程介绍: 《现代电子技术综合实验》课程通过引入模拟电子技术和数字逻辑设计的综合应用、基于MCU/FPGA/EDA技术的系统设计等综合型设计型实验,对学生进行电子系统综合设计与实践能力的训练与培养。 通过《现代电子技术综合实验》课程的学习,使学生对系统设计原理、主要性能参数的选择原则、单元电路和系统电路设计方法及仿真技术、测试方案拟定及调测技术有所了解;使学生初步掌握电子技术中应用开发的一般流程,初步建立起有关系统设计的基本概念,掌握其基本设计方法,为将来从事电子技术应用和研究工作打下基础。 本文介绍了基于FPGA的数字式秒表的设计方法,设计采用硬件描述语言VHDL ,在软件开发平台ISE上完成,可以在较高速时钟频率(48MHz)下正常工作。该数字频率计采用测频的方法,能准确的测量频率在10Hz到100MHz之间的信号。使用ModelSim仿真软件对VHDL程序做了仿真,并完成了综合布局布线,最终下载到芯片Spartan3A上取得良好测试效果。 1.2VHDL语言简介:

数字电子技术实验报告汇总

《数字电子技术》实验报告 实验序号:01 实验项目名称:门电路逻辑功能及测试 学号姓名专业、班级 实验地点物联网实验室指导教师时间2016.9.19 一、实验目的 1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。 2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。 3、学会检测基本门电路的方法。 二、实验仪器及材料 1、仪器设备:双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱 2. 器件: 74LS00 二输入端四与非门2片 74LS20 四输入端双与非门1片 74LS86 二输入端四异或门1片 三、预习要求 1. 预习门电路相应的逻辑表达式。 2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。 四、实验内容及步骤 实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常,然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的IC座,按自己设计的实验接线图接好连线。注意集成块芯片不能插反。线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。实验中

1.与非门电路逻辑功能的测试 (1)选用双四输入与非门74LS20一片,插入数字电路实验箱中对应的IC座,按图1.1接线、输入端1、2、4、5、分别接到K1~K4的逻辑开关输出插口,输出端接电平显 图 1.1 示发光二极管D1~D4任意一个。 (2)将逻辑开关按表1.1的状态,分别测输出电压及逻辑状态。 表1.1 输入输出 1(k1) 2(k2) 4(k3) 5(k4) Y 电压值(v) H H H H 0 0 L H H H 1 1 L L H H 1 1 L L L H 1 1 L L L L 1 1 2. 异或门逻辑功能的测试

图 1.2 (1)选二输入四异或门电路74LS86,按图1.2接线,输入端1、2、4、5接逻辑开关(K1~K4),输出端A、B、Y接电平显示发光二极管。 (2)将逻辑开关按表1.2的状态,将结果填入表中。 表1.2 输入输出 1(K1) 2(K2) 4(K35(K4) A B Y 电压(V) L H H H H L L L H H H H L L L H H L L L L L H H 1 1 1 1 1 1 1 1

电子科技大学学院

电子科技大学生命科学与技术学院标准实验报告 (实验)课程名称《医学成像技术》 电子科技大学教务处制表

电子科技大学 实验报告 学生姓名:陈睿黾学号:2209101028指导教师:廖小丽 实验地点:人文楼418 实验时间:2006.6.2 一、实验室名称:医疗仪器实验室 二、实验项目名称:傅立叶变换核磁共振一维、二维成像 三、实验学时:4学时 四、实验原理: 利用样品的原子核在梯度磁场及高频电磁场的激励下产生的自发辐射信号的频率和相位因空间位置不同而不同来进行成像。 五、实验目的: 对磁共振成像整个过程进行了解,同时对每一个参数改动后对磁共振信号及图像影响的效果有直观的认识,了解一维、二维成像原理,进一步熟悉磁共振成像原理。 六、实验内容: 采用定标样品(三注油孔)对一维成像(空间频率编码)有所认识。对梯度场各参数对一维成像的影响进行观察。 了解瞬间梯度场,对二维成像(空间相位编码)有所认识。了解瞬间梯度场的梯度大小和瞬间梯度保持时间对二维成像图形的影响。 七、实验器材: GY-CTNMR-10KY核磁共振成像实验仪、计算机、注油三孔实验样品 八、实验步骤: 1.按实验要求连线。 2.开机预热。

3.将注油三孔样品放入样品池中,打开磁共振成像软件,设置共振频率:按下“参数设置”页面再按下“自动采集”出现采集的信号图及傅立叶变换的频谱图,调节“频率设置”中间的按钮,直至出现波形符合预期目标的图形。 4.调节匀场:分别调节电源上匀场调节电位器并同时调节软件中的XY 匀场至傅立叶频谱图中峰最尖锐最高信号最长,适当调节共振频率,使波形看上去尽量平滑。 5.设置Z 梯度场和一维成像:调偏Z 匀场调节使峰变宽变低,同时出现Z 轴线上投影的一维成像信号。调节Z 梯度和工作频率,使得信号频谱占半个屏幕同时在中间。 6.二维磁共振成像记录:按下“成像记录及操作”,然后按下“记录”等待2分钟,记录结束计算机会提示结束并且“采集”不再闪动。按下“二维傅立叶变换”这时你调节“行选择”可以看到每一列二次傅立叶变换的谱图。按下“成像彩色显示”即可得到所需的成像彩色密度图。 九、 实验数据及结果分析: 1.一维成像: 开机预热,磁铁温度在34.62℃,匀场电流为19.4mA 。 放入注油三孔样品,打开核磁共振成像软件,调节共振频率及相关参数,通过观察,发现在第一脉冲宽度为12S μ、第二脉冲宽度为24S μ、脉冲间隔为15mS 、XY 匀场电流分别为38mA 、5mA 、共振频率在18.7402MHz 附近时波形较好、噪声较小。 观察自由衰减信号及其频谱,逐渐加大梯度场观察到信号及频谱的变化,在无梯度场时无法区分任何空间信息,如图(1)。

铁磁共振实验报告

一、实验背景 早在1935年,著名苏联物理学家兰道(Lev Davydovich Landau 1908—1968)等就提出铁磁性物质具有铁磁共振特性.经过十几年,在超高频技术发展起来后,才观察到铁磁共振吸收现象,后来波耳得(Polder )和侯根(Hogan )在深入研究铁磁体的共振吸收和旋磁性的基础上,发明了铁氧体的微波线性器件,使得铁磁共振技术进入了一个新的阶段.自20世纪40年代发展起来后,铁磁共振和核磁共振、电子自旋共振等一样,成为研究物质宏观性能和用以分析其微观结构的有效手段. 微波铁磁共振现象是指铁磁介质处在频率为?0的微波电磁场中,当改变外加恒定磁场H 的大小时,发生的共振吸收现象.通过铁磁共振实验,我们可以测量微波铁氧体的共振线宽、张量磁化率、饱和磁化强度、居里点等重要参数.该项技术在微波铁氧体器件的制造、设计等方面有着重要的应用价值. 二、实验目的 1.了解微波谐振腔的工作原理,学习微波装置调整技术. 2.掌握铁磁共振的基本原理,观察铁磁共振现象. 3.测量微波铁氧体的共振磁场B ,计算g 因子. 三、实验原理 1.磁共振 自旋不为零的粒子,如电子和质子,具有自旋磁矩.如果我们把这样的粒子放入稳恒的外磁场中,粒子的磁矩就会和外磁场相互作用使粒子的能级产生分裂,分裂后两能级间的能量差为: 02B h E πγ=? (1) (其中,γ为旋磁比,h 为普朗克常数,0B 为稳恒外磁场). 又有e m e g 2=γ,故0022B g B h m e g E B e μπ =?=?.(其中,g 即为要求的朗德g 因子,其值约为2.πμe B m eh 4=为玻尔磁子, 其值为1241074.29--??T J ) 若此时再在稳恒外磁场的垂直方向加上一个交变电磁场,该电磁场的能量为

电工电子技术实验报告

电工电子技术实验报告 学院 班级 学号 姓名 天津工业大学电气工程与自动化学院电工教学部 二零一三年九月

目录 第一项实验室规则------------------------------------------------------------------ i 第二项实验报告的要求------------------------------------------------------------ i 第三项学生课前应做的准备工作------------------------------------------------ii 第四项基本实验技能和要求----------------------------------------------------- ii 实验一叠加定理和戴维南定理的研究------------------------------------------ 1实验二串联交流电路和改善电路功率因数的研究--------------------------- 7实验三电动机的起动、点动、正反转和时间控制--------------------------- 14实验四继电接触器综合性-设计性实验----------------------------------------20 实验五常用电子仪器的使用---------------------------------------------------- 22实验六单管低频电压放大器---------------------------------------------------- 29实验七集成门电路及其应用---------------------------------------------------- 33 实验八组合逻辑电路------------------------------------------------------------- 37实验九触发器及其应用---------------------------------------------------------- 40 实验十四人抢答器---------------------------------------------------------------- 45附录实验用集成芯片---------------------------------------------------------- 50

医学实验报告模板

泸州医学院 本科学生设计性实验报告 专业年级班级 组长姓名 小组成员 课程名称 时间 实验设计方案: 篇二:标准实验报告格式(医学成像技术) 电子科技大学生命科学与技术学院 标准实验报告 (实验)课程名称《医学成像技术》 电子科技大学教务处制表 电子科技大学 实验报告 学生姓名:陈睿黾学号: 2209101028 指导教师:廖小丽实验地点:人文楼 418 实验时间:2006.6.2 一、实验室名称:医疗仪器实验室 二、实验项目名称:傅立叶变换核磁共振一维、二维成像 三、实验学时:4学时 四、实验原理: 利用样品的原子核在梯度磁场及高频电磁场的激励下产生的自发辐射信号的频率和相位 因空间位置不同而不同来进行成像。 五、实验目的: 对磁共振成像整个过程进行了解,同时对每一个参数改动后对磁共振信号及图像影响的 效果有直观的认识,了解一维、二维成像原理,进一步熟悉磁共振成像原理。 六、实验内容: 采用定标样品(三注油孔)对一维成像(空间频率编码)有所认识。对梯度场各参数对 一维成像的影响进行观察。 了解瞬间梯度场,对二维成像(空间相位编码)有所认识。了解瞬间梯度场的梯度大小 和瞬间梯度保持时间对二维成像图形的影响。 七、实验器材: gy-ctnmr-10ky核磁共振成像实验仪、计算机、注油三孔实验样品 八、实验步骤: 1.按实验要求连线。 2.开机预热。 3.将注油三孔样品放入样品池中,打开磁共振成像软件,设置共振频率:按下“参数设 置”页面再按下“自动采集”出现采集的信号图及傅立叶变换 的频谱图,调节“频率设置”中间的按钮,直至出现波形符合预期目标的图形。 4.调节匀场:分别调节电源上匀场调节电位器并同时调节软件中的xy匀场至傅立叶频 谱图中峰最尖锐最高信号最长,适当调节共振频率,使波形看上去尽量平滑。 5.设置z梯度场和一维成像:调偏z匀场调节使峰变宽变低,同时出现z轴线上投影的 一维成像信号。调节z梯度和工作频率,使得信号频谱占半个屏幕同时在中间。 6.二维磁共振成像记录:按下“成像记录及操作”,然后按下“记录”等待2分钟,记

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