选做实验2 电子束聚焦与电子荷质比的测量
电子电量e 和电子静质量m 的比值e ／m 称为电子的荷质比，又称电子比荷。1897年J.J.汤姆孙利用电磁偏转的方法测量了阴极射线粒子的荷质比，它比电解中的单价氢离子的荷质比约大2000倍，从而发现了比氢原子更小的组成原子的物质单元，定名为电子。 精确
测量电子荷质比的值为1.75881962×1011
库仑／千克，根据测定电子的电荷，可确定电子的质量。
20世纪初W.考夫曼用电磁偏转法测量β射线（快速运动的电子束）的荷质比，发现e ／m 随速度增大而减小。这是电荷不变质量随速度增加而增大的表现，与狭义相对论质速关系一致，是狭义相对论实验基础之一。
【实验目的】
一、加深电子在电场和磁场中运动规律的理解； 二、了解电子束磁聚焦的基本原理；
三、学习用磁聚焦法测定电子荷质比e ／m 的值。
【实验原理】 一、示波管
示波管是电子束试验仪和示波器的主要部分，其结构见图1，它由三部分组成：
（1）电子枪：它发射电子，把电子加速到一定速度，并聚焦成电子束。 （2）由两对金属板组成的电子束偏转系统。
（3）在电子管末端的荧光屏，用来显示电子的轰击点。所有这些部件都封在一个抽成真空的玻璃圆管内。一般管内的真空度为10-4Pa ，这样可以使电子通过管子的过程中几乎不与气体分子碰撞。
阴极K 是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，是电子源，经灯丝加热后温度上升，一部分电子作逸出功后脱离金属表面成为自由电子。自由电子在外电场作用下形成电子流。栅极G 为顶端开有小孔的圆筒，套在阴极之外，其电位比阴极低（-5V 至-20V ），使阴极发射出来具有一定初速的电子，通过栅极和阴极间的电场时减速。初速大的电子可以穿过栅极顶端小孔射向荧光屏，初速小的电子则被电场排斥返回阴极。如果栅极所加电位足够低，可使全部电子返回阴极。这样，调节栅极电位就能控制射向荧光屏的电子射线密度，即控制荧光屏上光点的亮度，这就是亮度调节，记符号为“¤”。
为了使电子以较大的速度打在荧光屏上，使荧光物质发光亮些，在栅极之后装有加速电极。加速电极是一个长形金属圆筒，筒内装有具有同轴中心孔的金属膜片，用于阻挡离开轴线的电子，使电子射线具有较细的截面。加速电极之后是第一阳极A 1和第二阳极A 2。第二阳极通常和加速电极相连，而第一阳极相对阴极的电压一般为几百伏特。这三个电极所形成的电场，除对阴极发射的电子进行加速外，并使之会聚成很细的电子射线，这种作用称为聚焦作用。改变第一阳极的电压，可以改变电场分布，使电子射线在荧光屏上聚焦成细小的光点，这就是聚焦调节，记符号为“⊙”。当然，改变第二阳极的电压，也会改变电场分布，从而进一步改变电子射线在荧光屏上聚焦的好坏，这是辅助聚焦调节，记符号为“○”。
为了使电子射线能够达到荧光屏上的任何一点，必须使电子射线在两个互相垂直的方向上都能偏转，这种偏转可以用静电场或者磁场来实现。一般示波管采用静电场使电子射线偏
图
1
转，称静电偏转。静电偏转所需要的电场，由两对互相垂直的偏转板提供。其中一对能使电子射线在X 方向偏转，称X 向偏转板D x 。另一对能使电子射线在Y 方向偏转，称Y 向偏转板D y 。 二、电聚焦原理
从示波管阴极发射的电子在第一阳极A 1的加速电场作用下，先会聚于控制栅孔附近一点，然后
又散射开来，如图2所示。 图2
为了在示波管荧光屏上得到一个又亮又小的光点，必须把散射开来的电子束会聚起来。与光学透镜对光束的聚焦作用相似，由第一阳极A 1和第二阳极A 2组成电聚焦系统，A 1、A 2是两个相邻的同轴圆筒，在A 1、A 2上分别加上不同的电压V 1、V 2，在其间形成一非均匀电场，电场分布情况如图3所 示，电场对Z 轴是对称分布的。
电子束中某个散离轴线的电子沿轨迹S 进入聚焦电场，图4画出了这个电子的运动轨迹。
在电场的前半区，这个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F r 与平行于轴线的分力F Z 。F r 的作用使电子向轴线靠拢，F Z 的作用使电子沿Z 轴得到加速度。电子到达电场后半区时，受到的作用力F ’ 可分解为相应的F ’r 和F ’Z 两个分量。F ’z 分力仍使电子沿Z 轴方向加速，而F ’r 分力却使电子离开轴线。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（F Z 和F ’Z ），由于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F ’r 的作用时间短得多。这样，电子在前半区受到的拉向轴线的作用大于在后半区受到离开轴线的作用，因此总效果是使电子向轴线靠拢，最后会聚到轴上某一点。调节阳极A 1和A 2的电压可以改变电极间的电场分布，使电子束的会聚点正好与荧光屏重合，这样就实现了电聚焦。
三、磁聚焦原理（偏转电场为零） 1、若将示波管的加速电极、第一阳极A 1、第二阳极A 2、偏转电极D x 和D y 全部连在一起，并相对于阴极K 加同一加速电压U a ，这样电子一进入加速电极就在零电场中作匀速运动，如图5所示。这时来自电子射线第一聚焦
点F 1（在栅极G 的小圆孔前方）的发
散电子射线将不再会聚，而在荧光屏上形成一个光斑。为了能使电子射线聚焦，
可在示波管
图3
图4
图5
z
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，磁感应强度为B 。在示波管中，栅极和加速电极靠得很近。因此，可以认为电子离开第一聚焦点F 1后立即进入电场为零的均匀磁场中运动。
2、在均匀磁场B 中以速度v 运动的电子，受到洛仑兹力F 的作用 B ev F ?-=
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，如图6所示（图中的F 和v 只表示作大圈运动电子的洛仑兹力和速度的方向）。维持电子作圆周运动的力就是洛仑兹力，即
R
v m evB F 2
==
电子运动轨道的半径为：
eB
mv
R =
(1) 电子绕圆一周所需的时间（周期）T 为 eB
m
v R T ππ22==
(2) 从（2）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。
3、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θ，此时可将v 分解为与B 平行的轴向速度//v （θcos //v v =）和与B 垂直的径向速度⊥v (θsin v v =⊥)，//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周运动，合成的电子轨迹为一螺旋线（图7）。 电子速度的大小由加速电压U a 决定
a eU mv =2
2
1 因 θ 角很小， m
eU v v a
2//=
= （3）
图6 图7
调节纵向磁场B ，使电子束交叉点到荧光屏的距离恰好等于螺旋线的螺距h ，即
////2v eB
m
T v h l π=
== (4) 将(3)式代入(1.4)式,得到电子的荷质比
2228B
l U m e a
π= (5) 对于从第一聚焦点F 1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。
纵向螺线管中磁感应强度为
2
2
0D
L NI
B +=
μ (6)
μ0=4π?10-7H/m ，L ，D 和N 分别是螺线管的长，直径和线圈匝数，光斑第一次聚焦的励磁电流为I 1，第二次聚焦的电流为I 2=2I 1，第三次聚焦的电流为I 3=3I 1，加权平均值为
3
213
21++++=
I I I I
代入5式,可得
22
21422220222102)()()(8I U l N D L I
U Nl D L m e a
a ??+=?+=-μπ (7) 【 实验内容】
一、按图接好线路。A 1—V 1，A 2—⊥。观察电聚焦、电偏转、磁偏转现象。
二、将聚焦电压旋钮逆时针旋到最小，把纵向线圈套在示波管上，线圈连接磁场电源。 三、先按照表1中的电压值调节加速电压，再调节励磁电流，使光点依次出现一、二、三次聚焦，分别读出励磁电流I 1、I 2和I 3。
四、计算电子荷质比e/m 。并与其公认值e/m = 1.75881962 ? 1011C/kg 进行比较,计算相对误差。
【 数据处理 】 表1：
【注意事项】
一、实验线路中因有高压，操作时需倍加小心，以防电击。
二、聚焦光点应尽量细小，但不要太亮。
三、使用仪器时，周围应没有强磁场或铁磁体。螺线管应南北放置，尽量避免地磁场的影响。
四、在改变螺线管电流方向以前，应先调节励磁电源输出为“0”或关掉励磁电源，然后再使电流反向。
五、改变加速高压U后，光点亮度会改变，这时应重新调节亮度，若调节亮度后加速高压有变化，再调到规定的电压值。
【思考题】
一、调节螺线管中的电流强度I的目的是什么?
二、电子进行磁聚焦时，如何判断是一个螺距、两个螺距、三个螺距？
三、静电聚焦(B=0)后，加偏转电压时，荧光屏上呈现的是一条直线而不是一个亮点，为什么?
四、示波管的构造主要可分几部分？它们各自的作用是什么？
福建农林大学计算机与信息学院 信息工程类 实验报告 课程名称：电子测量技术 姓名： 系：电子信息工程系 专业：电子信息工程 年级： 学号： 指导教师： 职称： 年月日
实验项目列表
福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：电子信息工程系专业：电子信息工程年级： 姓名：学号：实验课程：电子测量技术基础 实验室号：_田406 实验设备号： 10 实验时间： 指导教师签字：成绩： 实验一：示波器、信号发生器的使用 1．实验目的和要求 1）了解示波器的结构。 2）掌握波形显示的基本原理、扫描及同步的概念。 3）了解电子示波器的分类及主要技术性能指标。 4）掌握通用示波器的基本组成及各部分的作用。 5）了解各种信号发生器如正弦信号发生器、低频信号发生器、超低频信号发生器、函数信号发生器等的工作原理和性能指标以及信号选择。 2．实验原理 在时域信号测量中，电子示波器无疑是最具代表性的典型测量仪器。它可以精确复现作为时间函数的电压波形（横轴为时间轴，纵轴为幅度轴），不仅可以观察相对于时间的连续信号，也可以观察某一时刻的瞬间信号，这是电压表所做不到的。我们不仅可以从示波器上观察电压的波形，也可以读出电压信号的幅度、频率及相位等参数。 电子示波器是利用随电信号的变化而偏转的电子束不断轰击荧光屏而显示波形的，如果在示波管的X偏转板（水平偏转板）上加一随时间作线性变化的时基信号，在Y偏转板（垂直偏转板）加上要观测的电信号，示波器的荧光屏上便能显示出所要观测的电信号的时间波形。 若水平偏转板上无扫描信号，则从荧光屏上什么也看不见或只能看到一条
垂直的直线。因此，只有当X偏转板加上锯齿电压后才有可能将波形展开，看 到信号的时间波形。 一般说来，Y偏转板上所加的待观测信号的周期与X偏转板上所加的扫描 锯齿电压的周期是不相同的，也不一定是整数倍，因而每次扫描的起点对待观 测信号来说将不固定，则显示波形便会不断向左或向右移动，波形将一片模糊。 这就有一个同步问题，即怎样使每次扫描都在待观测信号不同周期的相同相位 点开始。近代电子示波器通常是采用等待触发扫描的工作方式来实现同步的。 只要选择不同的触发电平和极性，扫描便可稳定在待观测信号的某一相应相位 点开始，从而使显示波形稳定、清晰。 在现代电子示波器中，为了便于同时观测两个信号（如比较两个信号的 相位关系），采用了双踪显示的办法，即在荧光屏上可以同时有两条光迹出现， 这样，两个待测的信号便可同时显示在荧光屏上，双踪显示时，有交替、断续 两种工作方式。交替、断续工作时，扫描电压均为一种，只是把显示时间进行 了相应的划分而已。 由于双踪显示时两个通道都有信号输入，因此还可以工作于叠加方式，这 时是将两个信号逐点相加起来后送到Y偏转板的。这种工作方式可模拟谐波叠 加，波形失真等问题。同时，如果改变其中一个的极性，也可以实现相减的显 示功能。这相当于两个函数的相加减。 示波器除了用于观测信号的时间波形外，还可将两个相同或不同的信号 x 平面上正交叠加所组成的图分别加于垂直和水平系统，以观测两信号在y 形，如李沙育图形，它可用于观测两个信号之间的幅度、相位和频率关系。 3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境） 1）函数信号发生器，型号YB1634，指标：0.2Hz-2MHz，数量2台； 2）双踪示波器，型号YB4320A，指标：20MHz，数量1台。 3）其它实验室常用工具。
电子测量原理论文 模拟式万用表在电子测量中的应用 班级：电子信息工程 学号：20114075163 姓名：于运佳 日期：2014.4.5
模拟式万用表与数字万用表的比较，数字式万用表为何不能取代模拟表。本文重点介绍模拟式万用表在的电工电子测量中的相关应用和原理。 万用表是身边必备的测量器具之一。在电工测量仪表中，最大众化的万用表是一种集元器件的检验、电路的导通试验、电源电压检验等多功能于一体的仪表，应用起来十分便利。万用表具有直流电压、直流电流、交流电压、交流电流（模拟万用表中没有）以及电阻等五种基本测量功能。还可以具有蓄电池检验、温度测量和晶体三极管hFE特性检验等测量功能。 万用表中，有指针型的模拟式万用表和数字显示的数字式万用表。 １指针表和数字表 1.1指针表和数字表的比较和选用 （1）指针表读取精度较差，但指针摆动的过程比较直观，其摆动速度幅度有时也能比较客观地反映了被测量的大小；数字表读数直观，但数字变化的过程看起来很杂乱，不太容易观看。 （2）指针表内一般有两块电池，一块低电压的 1.5V，一块是高电压的9V 或15V，其黑表笔相对红表笔来说是正端。数字表则常用一块6V或9V的电池。在电阻档，指针表的表笔输出电流相对数字表来说要大很多，用R×1Ω档可以使扬声器发出响亮的“哒”声，用R×10kΩ档甚至可以点亮发光二极管（LED）。 （3）指针表内阻一般在20KΩ/V左右，相对数字表来说比较小，测量精度相比较差。某些高电压微电流的场合甚至无法测准，因为其内阻会对被测电路造成影响。数字表电压档的内阻很大，一般在11M，使流入仪表的电流近似为零，其电池内阻引起的电压降可以忽略。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的影响，在一些电磁干扰比较强的场合测出的数据可能是虚的。 （4）模拟式指针表的标尺盘上很多，使用时也要注意档位转换和测量量程的切换，使用复杂。数字式表使用简单，即使没有电学知识亦可以放心使用总之，在相对来说大电流高电压的模拟电路测量中适用指针表，比如电视机、音响功放。在低电压小电流的数字电路测量中适用数字表，比如BP机、手机等。不是绝对的，可根据情况选用指针表和数字表。图片如下：
实验报告 【实验名称】：电子荷质比测定 【实验目的】： 1、了解利用电子在磁场中偏转的方法来测定电子荷质比。 2、通过实验加深对洛伦兹力的认识。 【实验仪器】: FB710型电子荷质比测定仪 【实验原理】： 当一个电荷以速度v垂直进入磁场时，电子要受到洛伦兹力的作用，它的大小可由公式 f=ev*B (1) 所决定，由于力的方向是垂直于速度的方向，则电子的运动的轨迹是一个圆，力的方向指向圆心，完全符合圆周运动的规律，所以作用力与速度的关系为 f=mv^2/r (2) 其中r时电子运动圆周的半径，由于洛伦兹力就是使电子做圆周运动的向心力，因此 evB=mv^2/r (3) 由公式转换可得 e/m=v/rB (4) 实验装置是用一电子枪，在加速电压U的驱使下，射出电子流，因此eU全部转变成电子的输出动能，因此又有 eU=mv^2/2 (5) 由公式（4）、（5）可得 e/m=2U/(r*B)^2 (6) 实验中可采取固定加速电压U，通过改变偏转点了，产生不同的磁场，进而测量出电子束的圆轨迹半径，就能测定电荷的荷质比。 亥姆赫兹线圈产生磁场的原理， B=K*I （7）其中K为磁电变换系数，可表达为 K=μ0（4/5）∧（3/2）*N/R （8）其中μ0是真空导磁率，等于4T*m/A或H/m,R为亥姆赫兹线圈的平均半径，N为单个线圈的匝数，其他参数 R=158mm,N=130匝，因此公式（6）可以改写为 e/m=[125/32]R∧2U/μ0∧2N∧2I∧2r∧2=2.474×10∧12 R∧2U/N∧2I∧2r∧2(C/kg) (9) 【实验内容】： 1、正确完成仪器的连接。 2、开启电源，使加速电压文档于120V。 3、调节偏转电流，使电子束的运行轨迹形成封闭的圆，细心调节聚焦电压，使电子束明亮，缓缓改变亥姆兹线圈中的电流，观察电子束大小、偏转的变化。 4、测量步骤：
江西理工大学建筑工程测量 实验报告 专业建筑学 年级13级 班级**** 学号**** 姓名**** 2015年月日
目录 第一部分实验项目内容及要求第二部分实验报告 第三部分实验心得体会和建议
第一部分实验项目内容及要求
第二部分实验报告 实验报告一 日期2015.10.10 班组第六组学号*号姓名**** ㈠完成下列填空 1.安置仪器后，转动三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，转动 目镜对光螺旋看清十字丝，通过镜筒上方的缺口和准星瞄准水准尺，转动水平微动螺旋精确照准水准尺，转动物镜对光螺旋进行对光消除视差，转动微倾螺旋使符合水准器气泡居中，最后读数。 2.消除视差的步骤是转动目镜对光螺旋使十字丝清晰，再转动 物镜对光螺旋使水准尺的分划像清晰。 ㈡实验记录和计算 1.记录水准尺上读数填入表2-1-1中。
表2-1-1 2.计算(基于黑红面读数的平均值) ⑴A点比C点低0.199 m。 ⑵B点比D点高0.388 m。 ⑶C点比E点高0.154 m。 ⑷假设C点的高程H C=158.936 m，求A点、B点、C点、D点、E点的高程，即：A A= 158.737 m，H B= 159.070 m，H C= 158.936m，H D= 158.682 m，H E= 158.782 m，水准仪的视线高程 H I= 160.458 m。 ㈢出图2-1-1中水准仪各部件的名称
图2-1-1 1）目镜对光螺旋；2）望远镜； 3）水准管；4）水平微动螺旋； 5）圆水准器；6）校正螺旋； 7）水平制动螺旋；8）准星； 9）脚螺旋；10）微倾螺旋； 11）水平微动螺旋；12）物镜对光螺旋； 13）缺口；14）三脚架。 实验报告二水准测量 日期2015.10.10 班组第六组学号*号姓名*** ㈠水准测量的外业记录及其高程计算 实验数据记入表2-2-1，进行高程的计算，并进行验算，以确保各项计算准确无误。 表2-2-1 水准测量的外业记录及其高程计算
实验三 电压表测量 一、 实验目的 1．掌握典型电压波形对不同检波方式电压表的影响，学会正确解读和修正测试数据 2．学习用电压表测量噪声电压的方法 二、 实验条件 1、数字合成函数信号发生器DFG30一台 2、超高频数字毫伏表TH2270一台 3、均值表ESCORT97/EDM89S 一台 4、6 位数字电压表 一台 5、模拟数字示波器HM1507-3一台 三、 实验原理 1．交流电压表的波形响应 一交流电压UX 的大小，可用该电压的峰值、平均值和有效值表征。 交流电压的峰值：是指任意周期性交变电压u (t)在一周期内，电压所能达到的最大值。 交流电压的平均值：指交流电压经过理想检波器后的平均值，实际中，不特别注明，是指全波平均值。数学表达为： dt t u T V T ?=0 )(1 交流电压的有效值：指电压通过某纯组负载所产生的热量与一个支流电压在同一负载上产生的热量相等时，该直流电压的数值就是交流电压的有效值。数学表示为： ?=T dt t u T V 02)(1 电压表的示值除另有说明外，均按正弦有效值刻度，读数用α表示。 根据交流电压的三种特征，可用峰值、平均值和有效值检波电路将测试电压变成直流，按直流电压进行刻度，分别构成峰值平均值和有效值电压表。 由检波方式的不同，要正确解读表的显示值，需加以换算。交流电压的波峰因数KF 定义为该电压的有效值与平均值之比： V V K f = 交流电压的波峰因数KP 定义为电压的波峰值与有效值之比： V V K p ?= 2．测试按图3-1进行 21
峰值表的检波探头如图3-2： 用这种探头可检测10KHz 以上的交流电压。 四、 实验内容 1．用峰值表TH2270测电压 置信号源输出2V ，频率100KHz ，占空比50%，偏置为零的正弦、三角和方波，有效值即DFG30所显示峰值的换算数值，或由数字电压表测得，作 2．用均值表测电压
第一章测量的基本原理 一、填空题 1 ．某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中，测得其平均值为20000 转/ 分 钟（假定测试次数足够多）。其中某次测量结果为20002 转/ 分钟，则此次测量的绝对误差△x ＝______ ，实际相对误差＝______ 。 答案： 2 转/ 分钟，0.01 ％。 2 ．在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是________ 和________ 。 答案： 间接比较法，直接比较法。 3 ．计量的三个主要特征是________ 、________ 和________ 。 答案： 统一性，准确性，法律性。 4 ．________ 是比较同一级别、同一类型测量标准的一致性而进行的量值传递活动。 答案： 比对。 5 ．计算分贝误差的表达式为，其中称为______ 。 答案： 相对误差 6 ．指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法分别属于______ 测量和______ 测量。 答案： 模拟，数字 7 ．为了提高测量准确度，在比较中常采用减小测量误差的方法，如______ 法、______ 法、______ 法。 答案： 微差、替代、交换 二、判断题： 1 ．狭义的测量是指为了确定被测对象的个数而进行的实验过程（） 答案： 错 2 ．基准用来复现某一基本测量单位的量值，只用于鉴定各种量具的精度，不直接参加测量。 答案： 对 3 ．绝对误差就是误差的绝对值（） 答案： 错 4 ．通常使用的频率变换方式中，检波是把直流电压变成交流电压（） 答案： 错 5 ．某待测电流约为100mA 。现有两个电流表，分别是甲表：0.5 级、量程为0~400mA ；
电子荷质比的测量 一、实验目的 1.观察电子束在电场作用下的偏转。 2.加深理解电子在磁场中的运动规律，拓展其应用。 3.学习用磁偏转法测量电子的荷质比。 二、实验仪器 电子荷质比测定仪及电源 三、实验原理 众所周知当一个电子以速度v 垂直进入均匀磁场时，电子要受到洛仑兹力的作用，它的大小可由公式： e f ?= （2.10-1） 所决定，由于力的方向是垂直于速度的方向，则电子的运动轨迹就是一个圆，力的方向指向圆心，完全符合圆周运动的规律，所以作用力与速度又有： r mv f 2 = （2.10-2） 其中r 是电子运动圆周的半径，由于洛仑兹力就是使电子做圆周运动的向心力，因此可将（2.10-1)、(2.10-2)式联立： r mv evB 2 = （2.10-3） 由（2.10-3)式可得： rB v m e = （2.10-4） 实验装置是用一电子枪，在加速电压u 的驱使下，射出电子流，因此eu 全部转变成电子的输出动能：
22 1mv eu = （2.10-5） 将（2.10-4）与（2.10-5)式联立可得： 2 )(2B r u m e ?= （2.10-6） 实验中可采取固定加速电压u ，通过改变不同的偏转电流，产生出不同的磁场，进而测量出电子束的圆轨迹半径r ，就能测定电子的荷质比——e/m 。 按本实验的要求，必须仔细地调整管子的电子枪，使电子流与磁场严格保持垂直，产生完全封闭的圆形电子轨迹。按照亥姆霍兹线圈产生磁场的原理: I K B ?= （2.10-7） 其中K 为磁电变换系数，可表达为： R N K ?=23 0)54(μ （2.10-8） 式中0μ是真空导磁率，它的值270104--??=A N πμ，R 为亥姆霍兹线圈的平均半径，N 为单个线圈的匝数，由厂家提供的参数可知R=158mm ，N=130匝，因此公式（2.10-6）可以改写成： )(10474.2]32125[222212222202kg C r I N u R r I N u R m e ????=?????=μ （2.10-9） 四、实验步骤 1. 接好线路。 2. 开启电源，使加速电压定于120V ，耐心等待，直到电子枪射出翠绿色的电子束后，将加速电压定于100V 。本实验的过程是采用固定加速电压，改变磁场偏转电流，测量偏转电子束的圆周半径来进行。（注意：如果加速电压太高或偏转电流太大，都容易引起电子束散焦） 3. 调节偏转电流，使电子束的运行轨迹形成封闭的圆，细心调节聚焦电压，使电子束明亮，缓缓改变亥姆霍兹线圈中的电流，观察电子束的偏转的变化。 4. 测量步骤： （1）调节仪器后线圈上反射镜的位置，以方便观察；
南昌大学物理实验报告 课程名称：普通物理实验（2） 实验名称：电子束的偏转与聚焦 学院：专业班级： 学生姓名：学号： 实验地点：座位号： 实验时间： 一、实验目的： 1、了解示波管的构造和工作原理。 2、定量分析电子束在匀强电场作用下的偏转情况和在均匀磁场作用下的偏转情况。 3、学会规范使用数字多用表。 4、学会磁聚焦法测量电子比荷的方法。
二、实验仪器： EB—Ⅲ电子束实验仪、直流稳压电源30V，2A、数字多用表。 三、实验原理： 1、示波管的结构 示波管又称为阴极射线管，其密封在高真空的玻璃壳之中，它的构造如图1所示，主要包括三个部分：前端为荧光屏，（S，其用来将电子束的动能变为光），中间为偏转系统（Y：垂直偏转板，X：水平偏转板），后端为电子枪（K：阴极，G：栅极，A1：聚焦阳极，A2：第二阳极，A3：前加速阳极）。灯丝H用交流供电，其作用是将阴极加热，使阴极发射电子，电子受阳极的作用而加速。 2、电聚焦原理 电子射线束的聚焦是电子束管必须解决的问题。在示波管中，阴极被加热发射电子，电子受阳极产生的正电场作用而加速运动，同时又受栅极产生的负电场作用只有一部分电子能够通过栅极小孔而飞向阳极。栅极G的电压一般要比阴极K 的电压低20~100V,由阴极发射电子，受到栅极与阴极间减速电场的作用，初速度小的电子被阻挡，而那些初速度大的电子可以通过栅极射向荧光屏。所以调节栅极电压的高低可以控制射向荧光屏的电子数，从而控制荧光屏上的辉度。当栅极上的电压负到一定的程度时，可使电子射线截止，辉度为0。 加速电极的电压比阴极电位高几百伏至上千伏。前加速阳极，聚焦阳极和第二阳极是由同轴的金属圆筒组成。由于各电极上的电压不同，在它们之间形成了弯曲的等势面、电场线。这样就使电子束的路径发生弯曲，这类似光线通过透镜那样产生了会聚和发散，这种电器组合称为电子透镜。改变电极间的电压分布，可以改变等势面的弯曲程度，从而达到电子束的聚焦。 3、电偏转原理 在示波管中，电子从被加热的阴极K逸出后，由于受到阳极电场的加速作用，使电子获得沿示波管轴向的动能。电场力做的功eU应等于电子获得的动能
电子测量实验报告 姓名： 学号： 同组人： 指导教师：曾国宏 实验日期：2014.11.23
示波器波形参数测量实验报告 ：学号：指导教师：曾国宏 一、实验目的 通过示波器的波形参数测量，进一步巩固加强示波器的波形显示原理的掌握，熟悉示波器的使用技巧。 1．熟练掌握用示波器测量电压信号峰峰值，有效值及其直流分量。 2．熟练掌握用示波器测量电压信号周期及频率。 3．熟练掌握用示波器在单踪方式和双踪方式下测量两信号的相位差。 二、实验预习 实验所用示波器为SS7802A型示波器。SS7802型示波器是日本岩崎公司生产的带有CRT读出功能的20MHZ带宽模拟双踪示波器。该示波器带有CRT读出功能，所以能够方便、准确地进行电压幅度、频率、相位和时间间隔等的测量。 单踪示波器和双踪示波器的差别：单踪示波器只能显示一个信号的波形，双踪可以同时显示两个信号的波形。 三、实验仪器与设备 1、SS7802A型示波器 a、主要参数： SS-7802模拟示波器·具有能够选择场方式、线路的TV/视频同步功能·附有光标和读出功能·5位数计数器规格及性能·显像管：6英寸、方型8×10p(1p=10mm)约16kV·垂直灵敏度：2mV/p~5V/p（1-2-5档）（通道1、通道2）精度：±2%·频率范围：20MHz·时间轴扫描A·100ns/p~500ms/p·TV/视频同步：能够选择场方式、能够选择ODD、EVEN、BOTH、扫描线路· b、主要功能描述 示波器操作板如图所示：
?包括如下五个操作控制区域： 水平控制区 【?POSITION?】：将【?POSITION?】向右旋转，波形右移。 FINE 指示灯亮时，旋转【?POSITION?】可作微调。 MAG×10 ：扫描速率提高10 倍，波形将基于中心位置向左右放大。 ALT CHOP ：选择ALT（交替，两个或多个信号交替扫描）或CHOP（断续，两个或多个信号交替扫描）。 ◆垂直控制区 INPUT ：输入连接器（CH1、CH2）,连接输入信号。 EXT INPUT ：用外触发信号做触发源。外信号通过前面板的EXT INPUT 接入。 【VOLTS/DIV】：调节【VOLTS/DIV】选择偏转因数。按下【VOLTS/DIV】；偏转因数显示“”符号。在该屏幕下，可执行微调程序。 【▲POSITION▼】：垂直位移，向右旋转，波形上移。 CH1 、CH2 ：通道选择，按下CH1 或CH2 选择通道显示或不显示。 GND ：按下GND 打开接地开关。 DC/AC: 选择直流（DC）或交流（AC）耦合。 ADD 、INV ：显示（CH1+CH2）(相加〈ADD〉)或（CH1-CH2）(相减〈INV〉)。 ◆触发及扫描控制区 【TIME/DIV】：选择扫描速率。 【TRIG LEVEL】：调整触发电平。 SLOPE ：选择触发沿（+、―）。 SOURCE ：选择触发来源（CH1、CH2、LINE、EXT、VERT）。 COUPL ：选择触发耦合方式（AC、DC 、HF REJ 或LF REJ）。 TV ：视频信号触发选择（BOTH、ODD、EVEN、或TV-H）。
电子束聚焦与电子荷质比的测量实验报告 选做实验2 电子束聚焦与电子荷质比的测量 电子电量e和电子静质量m的比值e／m称为电子的荷质比，又称电子比荷。1897年J.J.汤姆孙利用电磁偏转的方法测量了阴极射线粒子的荷质比，它比电解中的单价氢离子的荷质比约大2000倍，从而发现了比氢原子更小的组成原子的物质单元，定名为电子。 精确测量电子荷质比的值为1.75881962×1库仑／千克，根据测定电子的电荷，可确定电子的质量。 20世纪初W.考夫曼用电磁偏转法测量β射线（快速运动的电子束）的荷质比，发现e／m随速度增大而减小。这是电荷不变质量随速度增加而增大的表现，与狭义相对论质速关系一致，是狭义相对论实验基础之一。 【实验目的】 一、加深电子在电场和磁场中运动规律的理解； 二、了解电子束磁聚焦的基本原理； 三、学习用磁聚焦法测定电子荷质比e／m的值。 【实验原理】 一、示波管 示波管是电子束试验仪和示波器的主要部分，其结构图1
见图1，它由三部分组成： （1）电子枪：它发射电子，把电子加速到一定速度，并聚焦成电子束。 （2）由两对金属板组成的电子束偏转系统。 （3）在电子管末端的荧光屏，用来显示电子的轰击点。所有这些部都封在一个抽成真空的玻璃圆管内。一般管内的真空度为10-4Pa，这样可以使电子通过管子的过程中几乎不与气体分子碰撞。 阴极K是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，是电子源，经灯丝加热后温度上升，一部分电子作逸出功后脱离金属表面成为自由电子。自由电子在外电场作用下形成电子流。栅极G为顶端开有小孔的圆筒，套在阴极之外，其电位比阴极低（-5V至-20V），使阴极发射出来具有一定初速的电子，通过栅极和阴极间的电场时减速。初速大的电子可以穿过栅极顶端小孔射向荧光屏，初速小的电子则被电场排斥返回阴极。如果栅极所加电位足够低，可使全部电子返回阴极。这样，调节栅极电位就能控制射向荧光屏的电子射线密度，即控制荧光屏上光点的亮度，这就是亮度调节，记符号为“¤”。 为了使电子以较大的速度打在荧光屏上，使荧光物质发光亮些，在栅极之后装有加速电极。加速电极是一个长形金属圆筒，筒内装有具有同轴中心孔的金属膜片，用于阻挡离开轴线的电子，使电子射线具有较细的截面。加速电极之后是第一阳极A1和
塞曼效应实验报告 一、实验目的与实验仪器 1. 实验目的 （1）学习观察塞曼效应的方法，通过塞曼效应测量磁感应强度的大小。 （2）学习一种测量电子荷质比的方法。 2.实验仪器 笔形汞灯+电磁铁装置，聚光透镜，偏振片，546nm滤光片，F-P标准具，标准具间距（d=2mm），成像物镜与测微目镜组合而成的测量望远镜。 二、实验原理 （要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式） 1.塞曼效应 （1）原子磁矩和角动量关系 用角动量来描述电子的轨道运动和自旋运动，原子中各电子轨道运动角动量的矢量和即原子的轨道角动量L，考虑L-S耦合（轨道-自旋耦合），原子的角动量J =L +S。量子力学理论给出各磁矩与角动量的关系： L = - L，L = S = - S，S = 由上式可知，原子总磁矩和总角动量不共线。则原子总磁矩在总角动量方向上的分量 为： J = g J，J = J L为表示原子的轨道角量子数，取值：0，1，2… S为原子的自旋角量子数，取值：0,1/2,1,3/2，2,5/2… J为原子的总角量子数，取值：0,1/2,1,3/2… 式中，g=1+为朗德因子。 （2）原子在外磁场中的能级分裂 外磁场存在时，与角动量平行的磁矩分量J与磁场有相互作用，与角动量垂直的磁矩分量与磁场无相互作用。由于角动量的取向是量子化的，J在任意方向的投影(如z方向)为： = M，M=-J,-(J-1),-(J-2),…,J-2,J-1,J 因此，原子磁矩也是量子化的，在任意方向的投影(如z方向)为： =-Mg 式中，玻尔磁子μB =，M为磁量子数。
具有磁矩为J的原子，在外磁场中具有的势能（原子在外磁场中获得的附加能量）： ΔE = -J·=Mg B 则根据M的取值规律，磁矩在空间有几个量子化取值，则在外场中每一个能级都分裂为等间隔的（2J+1）个塞曼子能级。原子发光过程中，原来两能级之间电子跃迁产生的一条光谱线也分裂成几条光谱线。这个现象叫塞曼效应。 2.塞曼子能级跃迁选择定则 （1）选择定则 未加磁场前，能级E2和E1之间跃迁光谱满足： hν = E2 - E1 加上磁场后，新谱线频率与能级之间关系满足： hν’= (E2+ΔE2) – (E1+ΔE1) 则频率差：hΔν= ΔE2-ΔE1= M2g2 B -M1g1B= (M2g2- M1g1)B 跃迁选择定则必须满足： ΔM = 0，±1 （2）偏振定则 当△M=0时，产生π线，为振动方向平行于磁场的线偏振光，可在垂直磁场方向看到。 当△M=±1时，产生σ谱线，为圆偏振光。迎着磁场方向观察时，△M=1的σ线为左旋圆偏振光，△M=-1的σ线为右旋圆偏振光。在垂直于磁场方向观察σ线时，为振动方向垂直于磁场的线偏振光。 3. 能级3S13P2 L01 S11 J12 g23/2 M10-1210-1-2 Mg20-233/20-3/2-3汞原子的绿光谱线波长为，是由高能级{6s7s}S1到低能级{6s6p}P2能级之间的跃迁，其上下能级有关的量子数值列在表1。3S1、3P2表示汞的原子态，S、P分别表示原子轨道量子数L=0和1，左上角数字由自旋量子数S决定，为（2S+1）,右下角数字表示原子的总角动量量子数J。 在外磁场中能级分裂如图所示。外磁场为0时，只有的一条谱线。在外场的作用下，上能级分裂为3条，下能级分裂为5条。在外磁场中，跃迁的选择定则对磁量子数M的要求为：△M=0，±1，因此，原先的一条谱线，在外磁场中分裂为9条谱线。 9条谱线的偏振态，量子力学理论可以给出：在垂直于磁场方向观察，9条分裂谱线的强度(以中心谱线的强度为100)随频率增加分别为，，75，75，100，75，75，，. 标准具 本实验通过干涉装置进行塞曼效应的观察。我们选择法布里-珀罗标准具(F-P标准具)作为干涉元件。F-P标准具基本组成：两块平行玻璃板，在两板相对的表面镀有较高反射率的薄膜。 多光束干涉条纹的形成
课程实验报告 学年学期 2012—2013学年第二学期课程名称工程水文学 实验名称河道测深测速实验 实验室北校区灌溉实验站 专业年级热动113 学生姓名白治朋 学生学号 2011012106 任课教师向友珍李志军 水利与建筑工程学院
1 实验目的 （1）了解流速仪的主要构造及其作用、仪器的性能。 （2）掌握流速仪的装配步骤与保养方法。 （3）了解流速仪测流的基本方法。 2 实验内容 LS25-3C型旋浆流速仪是一种新改型仪器，采用磁电转换原理，无触点式测量，信号采集数多，灵敏度高，防水，防沙性能好，仪器结构紧凑，是一种大量程的流速仪。适用于一般河流，水库、湖泊、河口、水电站、溢港道等高、中、低流速测量。配用HR型流速测算仪。 2.1 主要技术指标 （1）测速范围： V＝0.04-10 m／s （2）仪器的起转速： Vo≤0.035 m／s （3）临界速度： Vk≤0.12m／s （4）每转四个信号 （5）旋浆水力螺距： K=250mm(理论) （6）检定公式全线均方差：M≤1.5％ （7）信号接收处理：HR型流速仪测算仪(适应线性关系) （8）测流历时： 20s、50s、l00s或1~999s任意设置 （9）测量数位：四位有效数 （10）显示查询方式：显示内容有时间、K值、C值、历时T、流速V、信号数等。 （11）参数设置及保存：可调校时间及设置K、C、T值等参数，设置后参数在掉电状态能长期 2.2仪器结构 本仪器按工作原理可分为：感应，传信，测算，尾翼部份。仪器测流时的安装方式有悬杆，转轴和测杆等几种。 （1）感应部份为一个双叶螺旋浆，安装于支承系统上灵敏地感应水流速度的变化。旋浆的转速与水流速度之间的函数关系由流速仪检定水槽实验得出。 （2）传信部份由磁钢，接收电子器件一霍尔传感器构成，浆叶旋转带动磁钢转动。 （3）HR型流速测算仪控制板由89CXX系列单片机及有关电路组成，液晶显示采用的是二线式串行
实验报告 姓名：班级：学号：实验成绩： 同组姓名：实验日期：2008/03/31 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、了解带点粒子在电磁场中的运动规律及磁聚焦原理。 【实验原理】 1、电子在磁场中运动的基本参数 2、零电场法测定电子荷质比 =n2*1014
3、电场偏转法测定电子荷质比 = 【实验数据记录、结果计算】 数据记录 系数： *108π/4π/2Π C1 C2 K1==*107 电子荷质比理论值： X0==*1011c/kg 实验数据： 850V950V X偏转板上加交流偏转电压： π/4π/2Π/V850950850950850950
I/A Y偏转板上加交流偏转电压： π/4π/2Π/V850950850950850950 I/A 数据处理与结果比较 零电场法测量电子荷质比： 850V平均值/A励磁电流/A平均励磁电流/A = X1=k=*1011 c/kg 与理论值的相对误差=% 850V平均值/A励磁电流/A平均励磁电流/A =
X2=k=*1011 c/kg 与理论值的相对误差=% 电场偏转法测定电子荷质比： X偏转板上加交流偏转电压： /V I/A（）（c/kg）（）（c/kg） 850*1011*1011π/4 950*1011*1011 850*1011*1011π/2 950*1011*1011 850*1011*1011π 950*1011*1011 结果分析 用零电场法测出的电子荷质比和理论值分别相差了%与%。尤其是850V情况下的结果，准确度较高。 用电场偏转法测电子荷质比时，在X偏转板上加交流偏转电压后，发现（）相对理论值普遍偏大，（）相对理论值普遍偏大。且二者偏离的大小差不多。 现对螺旋线的起点位置进行大致估计： 由计算公式，得 =*= =*= 由此可见，螺旋线的起点位置大约在附近。 【问题思考与讨论】
实验二十五 电子束偏转与聚焦及电子荷质比的测定 【实验目的】 1. 了解示波管的基本构造和工作原理。 2. 掌握示波管中电子束电偏转和电聚焦的基本原理。 3. 掌握利用作图法求电偏转灵敏度的数据处理方法。 【实验原理】 1. 示波管的基本构造和工作原理(参见实验----示波器) 2. 电子束的电偏转 电子在两偏转板之间穿过时，如果两板之间电位差为零，电子则笔直穿过偏转板打在荧光屏中央（假定电子枪瞄准荧光屏中心）形成一个小亮斑，如果在两块Y （或X ）偏转板上加有电压，电子就会受电场力的作用而发生偏转，如右图所示。 根据理论推导可得在Y 方向上的位移D y ： 2y dy a lL D V dV = ? 式中l 是偏转板的长度，d 是偏转板Y 1与Y 2之间的宽度，L 是Y 偏转板的中心点到荧光屏的距离，V a 是阳极电压，V dy 是加在偏转板Y 1与Y 2之间的电压（简称偏转电压）。 3.示波管的电压偏转灵敏度 定义：示波管的电压偏转灵敏度是指偏转电压为1V 时，屏上光点位移的大小。分Y 偏转灵敏度和X 偏转灵敏度。 Y 偏转灵敏度：a dy y y dV lL V D S 2= = X 偏转灵敏度：a dx x x dV lL V D S 2== 【实验内容】 电偏转实验用来验证电子束在固定加速电压a V 下，电偏移量D 与偏转电压d V 之间的线性关系；可用描点法将D -d V 在Y X /坐标系中描绘出来，并依据直线斜率确定加速电压a V 与电偏转灵敏度S 之间的关系。 2、X 电偏转灵敏度测量
dy dx 数S y、S x.分析在不同阳极电压Va的情况下灵敏度系数的大小。作业：教材P219：分析讨论题2） 电子束测试仪面板图
广州大学学生实验报告 院（系）名称班 别姓名 专业名称学号 实验课程名称模拟电路实验 实验项目名称常用电子仪器的使用 实验时间实验地点 实验成绩指导老师签名 【实验目的】 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形,锯齿波信号波形，方波波形和读取波形参数的方法。 【实验仪器与材料】 DS1062E数字示波器一台 AS101E函数信号发生器一台 DA-16D交流毫伏表一台 【实验原理】 在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。 实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1－1所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。 【实验步骤】 1、用机内校正信号对示波器进行自检。 (1) 扫描基线调节 将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示（Y1或Y2），输入耦合方式开关置“GND”，触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”（）和“Y轴位移”( )旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。 (2)测试“校正信号”波形的幅度、频率 将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道（Y1或Y2），将Y轴输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”，触发源选择开关置“内”，内触发源选择开关置“Y1”或“Y2”。调节X轴
实验名称：电子束测量地磁场强度和电子荷质比测量 实验者：毛帅 同组实验者：郭玉柱 指导教师：尹会听 班级：A09轮机（2）班 学号：090204243 联系号：664622 【摘要】本实验利用电子束试验仪，根据运动的电子在不与之平行的磁场中受到洛伦磁力会偏转等原理，测得不同方位下电子的偏转量，求出地磁场强度。运用磁聚焦法，通过记录聚焦励磁电流的大小，利用公式计算出电子的荷质比，并于实际值做比较，讨论实验误差产生的原因及得出结论。 【关键词】地磁场强度 电子束 荷质比 聚焦 偏转量 引言：电子受磁场中的洛伦磁力会偏转的原理，在现实生活中广泛的应用。不管是电脑的显示器及电视的屏幕上显示的画面，都利用到该原理。同样我们的实验为了测量地磁场强度也利用到了电子的偏转。因此研究电子的性质十分重要，所以我们做了关于电子荷质比的测量实验，。 【实验原理】（一）测地磁场强度水平分量原理 当电子管中的偏转电压为零时，电子将在加速电压加速后打在荧光屏中心上。当改变加速电压但是不存在偏转电压时，电子打在荧光屏上的位置发生改变。研究发现次现象是由地磁场引起的。因此可利用次现象测量地磁场的强度。电子束从电子枪中发射出来时，速度v 可有 2 2 1m v eu 2 =求的 （其中u ?是加速电压） 由于电子所受的重力远小于洛伦磁力，忽略重力因素，由于在洛伦磁力作用下做圆弧运动，有式子 R=m v/e B 可求得圆弧的半径。电子在磁场中沿弧线大到荧光屏上一点，这一点相对于没有偏转的电子束的位置移动了距离D,有式子 m v 1-c o s D =R -R c o s =R (1-c o s )=eB θθθ（） （2） 因为偏转角θ很小，上式可写成 2 s i n c o s 2 θ θθθ=，=1- 带入（2）式中得 2 2 mv mvsin D = 2eB 2eB θθ= 又有 L L e B s i n R m v θ== 所以的求得距离D 即 2 （3）。 其中L 是加速极到荧光屏的距离。调节加速电压和聚焦电压，在屏幕上得到一亮点，将 X,Y 偏转电压调为0，将光调到水平轴上，保持u ?不变，原地转动仪器，当地磁场的水平分量与电子束垂直是，光电的偏转量最大。记录光点的最高和最低的两个偏移量D ?,D ?取 D= 12 2 D D + 作为加速电压u ?时的偏转量，带人（3）式中可得地磁场的水平分量B. （二）电子的荷质比测量原理 当电子速度为v 时，进入磁场时收到的磁力为 ×f B ev = .当速度v 的方向与B 有夹角时可将v 分成与B 平行的v ?，与B 垂直的v ?。此时电子收到的磁场力为2f ev B =.在此
实验一动态温度界面的设计 一、实验目的 1.掌握LabVIEW的基本使用方法 2.了解LabVIEW软件进行电路设计与仿真的步骤 3.熟练掌握动态温度界面的设计 4.了解温度计的使用方法 二、实验原理 数字温度计系统设计的内容主要分为三部分：一是对系统硬件部分的设计，包括温度采集电路和显示电路；二是对系统软件部分的设计；三是与设置上下报警温度比较，当温度超过设置范围内时，实现报警。通过ＤＳ１８Ｂ２０直接读取被测温度值，送入单片机进行数据处理，之后在ＰＣ机上进行输出显示，最终完成了数字温度计的总体设计。数字温度计系统硬件部分由温度传感器、信号的处理、信号的采集及基于ＬａｂＶＩＥＷ环境的温度显示。 三、设计步骤 1.在电脑上打开LabVIEW软件，单击“File”菜单，在下拉菜单中选择“New VI”选项，这样就新建一个空白的工作空间。 2.单机“File”菜单，在下拉菜单中选择“Save as”选项，命名为“实验一”将新建的文件保存到自己熟悉的地方。 3.前面板的设计 前面板包含两个温度计、温度显示框、报警指示灯、停止运行按钮。其中报警指示灯的作用是，当温度上升超过设定温度值上限（本
设计为6０℃）时，报警指示灯亮（变红），见下图（一）。 图（一）前面板设计 4.后面板设计 后面板由一个环路系统组成，其中包含Random Number、Greater、Multiply、温度计框图、温度计报警上限框图、报警灯框图、停止按钮。通过Random Number与100相乘产生一个随机温度，通过温度计检测，然后与报警设定值比较，比较器输出信号接指示灯。具体设计框图如下图（二）： 图（二）后面板设计图（三）程序运行 四、实验运行结果 单击“Operate”选项，在下拉菜单中选择“Run”，进入运行状态。当温度超过设定值（60℃）时，指示灯亮，见上图（三）。运行过程中可以通过“STOP”按钮，使程序停止。
电子束的偏转实验报告 以下是为大家整理的电子束的偏转实验报告的相关范文，本文关键词为电子束,偏转,实验,报告,，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在工作报告中查看更多范文。 篇一：电子束偏转实验报告 篇一：电子束的偏转实验报告 实验题目：电子束线的偏转 实验目的 1.研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律； 2.了解电子束管的结构和原理。仪器和用具 实验原理 1．电子束在电场中的偏转 假定由阴极发射出的电子其平均初速近似为零，在阳极电压作用下，沿z方向作加速运动，则其最后速度vz可根据功能原理求出来，即eua?移项后得到vz? 2
12mvz2 2eua （c.11.1）m e 式中ua为加速阳极相对于阴极的电势，为电子的电荷与质量之比（简称比荷，又称荷m 质比）．如果在垂直于z轴的y方向上设置一个匀强电场，那么以vz速度飞行的电子将在y方向上发生偏转，如图c.11.l所示．若偏转电场由一个平行板电容器构成，板间距离为d，极间电势差为u，则电子在电容器中所受到的偏转力为fy?ee? eu （c.11.2）d ??根据牛顿定律fy?m?y??因此?y eu d eu （c.11.3）md 即电子在电容器的y方向上作匀加速运动，而在z方向上作匀速运动，电子横越电容器的时间为t? l （c.11.4）vz 当电子飞出电容器后，由于受到的合外力近似为零，于是电子几
乎作匀速直线运动，一直打到荧光屏上，如图c.11.l里的f点．整理以上各式可得到电子偏离z轴的距离 n?ke u （c.11.5）ua ll?l? 1???2d?2l? 式中ke? 是一个与偏转系统的几何尺寸有关的常量．所以电场偏转的特点是：电子束线偏离z轴（即荧光屏中心）的距离与偏转板两端的电压成正比，与加速极的加速电压成反比． 2．电子束在磁场中的偏转 如果在垂直于z轴的x方向上设置一个由亥姆霍兹线圈所产生的恒定均匀磁场，那么以速度vz飞越的电子在y方向上也将发生偏转，如图c.11.2所示．假定使电子偏转的磁场在l范围内均匀分布，则电子受到的洛伦兹力大小不变，方向与速度垂直，因而电子作匀速圆周运 动，洛伦兹力就是向心力，所以电子旋转的半径r? mvz （c.11.6）eb 当电子飞到a点时将沿着切线方向飞出，直射荧光屏，由于磁场由亥姆霍兹线圈产生，因此磁场强度b?ki（c.11.7）
电子束（荷质比）实验 测量物理学方面的一些常数（例如光在真空中的速度c,阿伏加德罗常数N，电子电荷e,电子的静止质量m ）是物理学实验的重要任务之一，而且测量的精确度往往会影响物理学的进一步发展和一些重要的新发现。本实验将通过较为简单的方法，对电子e/m进行测量。 一、实验目的 1、了解示波管的结构； 2、了解电子束发生电偏转、电聚焦、磁偏转、磁聚焦的原理； 3、掌握一种测量荷质比的方法。 二、原理 （一）、电子束实验仪的结构原理 电子束实验仪的工作原理与示波管相同，它包括抽成真空的玻璃外壳、电子枪、偏转系统与荧光屏四个部分。 图1 1、电子枪 电子枪的详细结构如图1所示。电子源是阴极，它是一只金属圆柱筒，里面装有一根加热用的钨丝，两者之间用陶瓷套管绝缘。当灯丝通电（6.3伏交流）被加热到一定温度时，将会在阴极材料表面空间逸出自由电子（热电子）。与阴极同轴布置有四个圆筒的电极，它们是各自带有小圆孔的隔板。电极G称为栅极，它的工作电位相对于阴极大约是5-20V的负电位，它产生一个电场是要把从阴极发射出的电子推回到阴极去，只有那些能量足以克服这一阻止电场作用的电子才能穿过控制栅极。因此，改变这个电位，便可以限制通过G小孔的电子的数量，也就是控制电子束的强度。电极G′在管内与A2相连，工作电位V2相对于K一般是正几百伏到正几千伏。这个电位产生的电场是使电子沿电极的轴向加速。电极A1相对于K 具有电位V1，这个电位介于K和G′的电位之间。G′与A1之间的电场和A1与A2之间的电场为聚焦电场（静电透镜），可使从G发射出来的不同方向的电子会聚成一细小的平行电子束。这个电子束的直径主要取决于A1的小孔直径。适当选取V1和V2，可获得良好的聚焦。 2、偏转系统 电偏转系统是由一对竖直偏转板和一对水平偏转板组成，每对偏转板是由两块平行板组成，每对偏转板之间都可以加电势差，使电子束向侧面偏转。磁偏转系统是由两个螺线管形成的。 3、荧光屏 荧光屏是内表面涂有荧光粉的玻璃屏，受到电子束的轰击会发出可见光，显示出一个小光点。