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电子束聚焦的实验报告电子束聚焦的实验报告引言：电子束聚焦是一项重要的实验技术，广泛应用于电子显微镜、电子束刻蚀等领域。
本实验旨在探究电子束聚焦的原理、方法和应用，并通过实验验证其效果。
一、实验目的本实验的主要目的是研究电子束聚焦的原理和方法，掌握电子束聚焦的技术要点，以及了解电子束聚焦在科学研究和工业生产中的应用。
二、实验原理电子束聚焦是通过一系列的透镜系统将电子束聚焦到一个尽可能小的斑点上。
实验中常用的透镜系统包括电磁透镜和电场透镜。
电磁透镜利用磁场的作用将电子束聚焦，而电场透镜则利用电场的作用实现聚焦。
三、实验步骤1. 准备实验装置：将电子枪、透镜系统和检测器等组装好，并保证实验装置的稳定性。
2. 调整电子束：通过调节电子枪的电压和电流，使得电子束稳定且亮度适中。
3. 聚焦电子束：根据实验要求，调节透镜系统的参数，使得电子束能够聚焦到所需的位置。
4. 检测聚焦效果：利用检测器对聚焦后的电子束进行观测和测量，评估聚焦效果。
四、实验结果与分析通过实验观察和测量，我们得到了一系列关于电子束聚焦的数据。
根据这些数据，我们可以计算出电子束的聚焦效果，比如聚焦度、分辨率等指标。
同时，我们还可以通过调整透镜系统的参数，进一步优化聚焦效果。
五、实验应用电子束聚焦技术在科学研究和工业生产中有着广泛的应用。
在材料科学领域，电子束聚焦可以用于材料表征和分析，帮助研究人员观察和研究材料的微观结构和性质。
在半导体工业中，电子束聚焦被广泛应用于电子束刻蚀，用于制造微电子器件。
此外，电子束聚焦还可以应用于纳米技术、生物医学研究等领域。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了电子束聚焦的原理和方法，并通过实验验证了其效果。
电子束聚焦技术在科学研究和工业生产中具有重要的应用价值，对于推动科技进步和促进产业发展具有重要意义。
七、致谢在此，我们要感谢实验指导老师对本次实验的指导和支持。
同时，也要感谢实验室的同学们在实验过程中的合作与帮助。
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6.3V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。
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验（下）_____________ 实验名称：电子束的偏转和聚焦现象学院：信息工程学院专业班级：学生姓名：学号：实验地点：基础实验大楼B213 座位号：实验时间：第11周星期三下午三点四十五分_______一、实验目的：1、了解示波管的基本结构和工作原理；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、学会规范使用数字万用表；4、学会磁聚焦原理测量电子的荷质比的方法。
二、实验原理：1、示波管的基本结构阳极电压U2：改变电子束的加速电压的大小。
聚焦电压U1：用以调节聚焦极A1上的电压以调节电极附近区域的电场分布，从而调节电子束的聚焦和散焦。
栅极电压UG（辉度）：用以调节加在示波管控制栅极上的电压大小，以控制阴极发射的电子数量，从而控制荧光屏上光点的辉度。
UdX偏转电压调节：-80V～80V。
调零X：用来调节光点水平距离。
UdY偏转电压调节：-80～80V。
调零Y：用来调节光点上下距离。
2、电聚焦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。
电子束的磁偏转与磁聚焦实验报告一、实验目的1、研究电子束在磁场中的偏转规律，加深对洛伦兹力的理解。
2、掌握电子束磁偏转和磁聚焦的测量方法。
3、测定电子荷质比。
二、实验原理1、电子束的磁偏转当电子以速度 v 垂直进入磁场 B 时，将受到洛伦兹力 F 的作用，其大小为 F ＝ e v B，其中 e 为电子电荷。
洛伦兹力的方向始终垂直于电子的速度方向，使电子在垂直于磁场和速度的平面内做圆周运动。
在磁场中运动的电子会发生偏转，其偏转位移 y 与磁场强度 B、加速电压 V、偏转电压 V_d 等因素有关。
2、电子束的磁聚焦在均匀磁场中，电子束中的电子做螺旋运动。
如果磁场是轴向的，且各电子的速度 v 大小相近、方向略有差异，经过一段距离后，它们会会聚在一点，这就是磁聚焦现象。
磁聚焦的条件是电子旋转一周的时间与在轴向前进的距离正好相等。
三、实验仪器电子束实验仪、直流稳压电源、示波器等。
四、实验步骤1、连接实验仪器，确保线路连接正确。
2、打开电源，预热一段时间，使仪器工作稳定。
3、调节加速电压 V，使其达到一定值，并保持不变。
4、逐渐增加偏转电压 V_d，观察电子束在磁场中的偏转情况，记录偏转位移 y。
5、改变磁场强度B，重复上述步骤，测量不同条件下的偏转位移。
6、进行磁聚焦实验，调节磁场强度和加速电压，观察磁聚焦现象，测量相关数据。
五、实验数据及处理1、磁偏转实验数据加速电压 V ＝＿___ V磁场强度 B（T）偏转电压 V_d（V）偏转位移 y（mm）01 5 1201 10 2502 5 0602 10 13根据实验数据，绘制偏转位移 y 与偏转电压 V_d 的关系曲线，分析其线性关系。
2、磁聚焦实验数据加速电压 V ＝＿___ V磁场强度 B（T）聚焦长度 L（mm）01 15002 75根据磁聚焦实验数据，计算电子的荷质比 e/m。
六、实验误差分析1、仪器精度的限制，如电源电压的稳定性、磁场强度的测量误差等。
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==电子束实验数据篇一：实验九、电子束的偏转605舍：海霞，晓珍，春云，文静实验九、电子束的偏转实验时间：201X.11 . 25篇二：电子束实验电选二电子束实验随着近代科学的发展，电子技术的应用已深入到各个领域，关于带电粒子在电场、磁场中运动规律已成为掌握现代科学技术必不可少的居处知识。
我们常用示波器中的示波管（又名阴极射线管）来研究带电粒子在电场、磁场中运动的归路。
它的结构原理图如图一所示；它由电子枪、偏转系统及荧光屏组成。
电子枪的作用是发射电子把它加速到一定速度并聚成一细束；偏转系统是由两对平行电板构成，一对上、下放置叫Y轴转板或垂直偏转板，另一对左、右放置叫X轴偏转或水平偏转；荧光屏是用以显示电子束打在示波管端面的显示屏。
所有这几部分都密封在一只玻璃外壳中，玻璃壳内抽成高度真空，以避免电子与空气分子发生碰撞引起电子束的散射。
rr荧光屏高压电源图一电子枪内的阴极K被灯丝加热后，便在其前端（此处涂有金属氧化物以增加电子发射量）发射出大量电子。
由于控制栅极G的电位低于阴极K（相对于阴极K 大约5—10V的负电压），它产生一个电场是要把阴极发射出来的电子推回到阴极去。
改变控制栅极电位可以限制穿过G上小孔b出去的电极A2，两者相对于K加有同一电压V2（称之为阳极电压或加速电压），一般约有几百伏的正电压。
它产生一个很强的电场使电子沿电子枪轴线方向加速。
示波管电极A1为聚集电极，在正常使用情况下它具有电位（相对于阴极）V1介于K和A2的电位之间。
在A3和A1之间以及A1和A2之间形成的电场且来把电子数据即成一束很细的电子流，聚集程度好坏主要取决于V1和V2的大小。
电子束从两对偏转电极穿过。
当电极上加了电压后便产生横向电场使电子束向某一侧偏转。
最后，电子束打在涂有一特殊荧光物质薄层的荧光屏上，在电子的轰击下会发出可见光。
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==电子束偏转实验加速电压数据及表格篇一：电子束电偏转实验报告册实验项目名称：电子射线束的电偏转和磁偏转学号：______________ 姓名：______________ 班级：______________实验序号：____时间：第_____周星期_____第_____节课联系方式：___________________________【实验目的】（1）研究带电粒子在电场及磁场中偏转的规律。
（2）了解电子阴极射线管的结构和原理。
（3）学会用外加磁场的方法使示波管中的电子射线束产生偏转。
【实验仪器】DS-Ⅲ电子束实验仪。
【实验原理及预习问题】（1）电偏转有什么特点？它主要用在哪些器件中？（2）在电偏转实验中如何进行仪器的校准调零？（3）在磁偏转实验中如何进行仪器的校准调零？（4）简述电、磁偏转的优缺点。
（5）如果电子不是带负电而是带正电，电子束在磁场中如何偏转？【实验内容和数据处理】电偏转：1.仪器的校准调零2.测试x方向电偏转系统的线性及偏转灵敏度1）选取1个U2值，调节偏转电压Udx旋钮，将光点偏转距离D的值和对应偏转电压Udx的值一一对应地记录。
2）改变加速电压U2的大小（同时调整聚焦电压，使光斑的大小和亮度适中），重复步骤1）。
y方向电偏转系统的线性及偏转灵敏度数据处理1）分析在不同加速电压下，光斑的偏转距离D与偏转电压Udx（Udy）的关系，画出D?Udx（D?Udy）关系曲线。
2）对不同加速电压，算出x（y）方向的电偏转灵敏度。
并分析SED与U2之间的关系。
磁偏转：1.仪器的校准调零2.研究带电粒子在磁场中的偏转规律1）选取1个U2值，沿顺时针方向缓慢旋转电流调节旋钮，将光点偏转距离D的值和对应偏转电流的值一一对应地记录。
2）改变加速电压U2的大小（同时调整聚焦电压，使光斑的大小和亮度适中），重复步骤1）。
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==大学电子束实验总结篇一：电子束的偏转与聚焦(北京科技大学物理实验报告)北京科技大学实验报告实验名称：电子束的偏转与聚焦实验目的、实验原理（见预习报告）实验数据及数据分析（数据及图见附页）A．电偏转的观测由图1、2、3、5可以清楚得看出，当阳极电压Uz不变时，偏转电压随偏转量的增大线性变化。
第4张图可以看出，我测量的第五组数据是有问题的。
所以，我就放弃了第五组数据，作出了图5。
然后我分析了一下不同阳极电压下偏转电压随偏转量变化快慢。
显然，斜率即电偏转灵敏度，分别为：0.105,0.0915，0.082, 0.0753, 斜率是随着阳极电压的增大而减小的。
为了清晰明了，我把两者的关系用图表示出来上图说明阳极电压与图1,2,3,5的电偏转灵敏度之间几乎是成线性变化的。
阳极电压的增大导致了初速度的增加，而初速度越大偏转就越难，因而偏转灵敏度越小。
偏转距离De和偏转电压Ud是成线性变化的。
至于De与阳极电压Uz的关系，根据图1,2,3,5中的公式，可以知道，当偏转电压Ud为10V时，Dz分别为：1.025，0.912，0.785, 0.744，所以根据下图可知：当偏转电压相同时，随着阳极电压的增大，偏转量增减少。
B 磁偏转的观测图6,7,8是磁偏转观测部分的图。
这三张图说明了，偏转电流与偏转量是成一次函数关系变化的。
下图表示的是图6,7,8的斜率即磁偏转灵敏度与阳极电压的关系：显然，三个数据几乎是在一条直线上，所以磁偏灵敏度是和阳极电压成线性的。
并且随着阳极电压的增大磁偏灵敏度减小。
阳极电压增大导致电子速度的增大，电子就越不容易被偏转。
当Uz不变时，Dm随着偏转电流I的增大而增大；当I不变时，Dm随着Uz的变大而减小，如图：（取I为100mA为基点）C 电聚焦的观测由于聚焦是一种直观的感受，所以何时真正地聚焦了就属于自己的感觉了。
电子束的聚焦实验报告电子束的聚焦实验报告引言电子束是一种高速运动的电子流，广泛应用于电子显微镜、电子束刻蚀等领域。
电子束的聚焦是实现高分辨率成像和精确加工的关键。
本报告旨在介绍电子束的聚焦实验及其结果分析。
实验目的本次实验的目的是通过调整电子束聚焦系统的参数，观察电子束的聚焦效果，并分析聚焦效果与参数之间的关系。
实验装置本次实验使用的电子束聚焦系统包括电子枪、聚焦电极和屏幕。
电子枪负责产生高速电子流，聚焦电极用于调节电子束的聚焦程度，屏幕用于观察电子束的聚焦效果。
实验步骤1. 打开电子束聚焦系统的电源，并预热一段时间，以确保系统稳定。
2. 调节电子束的强度，使其适合观察。
3. 调节聚焦电极的位置，观察电子束在屏幕上的聚焦效果，并记录下来。
4. 逐步调节聚焦电极的电压，观察电子束的聚焦效果，并记录下来。
5. 分析记录的数据，总结聚焦效果与参数之间的关系。
实验结果与分析在本次实验中，我们通过调节聚焦电极的位置和电压，观察了电子束的聚焦效果，并记录了相关数据。
首先，我们调节聚焦电极的位置，观察电子束在屏幕上的聚焦效果。
随着聚焦电极的移动，我们观察到电子束的聚焦效果逐渐改善。
当聚焦电极位于合适位置时，电子束在屏幕上形成了清晰的亮点，表明电子束已经成功聚焦。
接下来，我们逐步调节聚焦电极的电压，观察电子束的聚焦效果。
实验结果显示，随着电压的增加，电子束的聚焦效果逐渐变好。
当电压达到一定值后，电子束在屏幕上形成了更加明亮和细小的亮点，表明电子束的聚焦效果进一步提高。
通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 聚焦电极的位置对电子束的聚焦效果有重要影响。
合适的聚焦电极位置可以使电子束在屏幕上形成清晰的亮点。
2. 聚焦电极的电压也对电子束的聚焦效果有显著影响。
适当增加电压可以进一步提高电子束的聚焦效果。
结论本次实验通过调节电子束聚焦系统的参数，观察了电子束的聚焦效果，并分析了聚焦效果与参数之间的关系。
实验结果表明，合适的聚焦电极位置和适当增加电压可以显著提高电子束的聚焦效果。
电子束聚焦的实验报告
《电子束聚焦的实验报告》
近日，我们进行了一项关于电子束聚焦的实验，旨在探究电子束在聚焦过程中
的性能和特性。
在实验中，我们使用了一台电子束聚焦仪，并对其进行了一系
列的观察和测量。
首先，我们将电子束聚焦仪调整到最佳状态，确保电子束能够准确地聚焦在样
品表面。
随后，我们使用电子显微镜观察了电子束在样品表面的聚焦效果。
通
过观察，我们发现电子束在聚焦过程中能够精确地聚焦在样品表面，并且能够
清晰地显示出样品的微观结构和表面形貌。
接着，我们对电子束的聚焦性能进行了一系列的测量和分析。
我们测量了电子
束的聚焦深度、聚焦精度和聚焦速度等参数，并对其进行了详细的分析。
通过
实验数据的分析，我们发现电子束在聚焦过程中具有较高的聚焦精度和速度，
并且能够在较短的时间内完成对样品的聚焦，这为电子束在材料表面加工和表
征等领域的应用提供了重要的支撑。
最后，我们对实验结果进行了总结和讨论。
我们认为，电子束聚焦技术具有广
阔的应用前景，能够在材料科学、纳米技术和生物医学等领域发挥重要作用。
同时，我们也指出了电子束聚焦技术在实际应用中可能面临的挑战和问题，并
提出了一些改进和完善的建议。
总的来说，本次实验为我们深入了解电子束聚焦技术的性能和特性提供了重要
的参考和数据支持，为该技术的进一步研究和应用奠定了良好的基础。
我们相信，通过不断地探索和创新，电子束聚焦技术将会在未来发挥更加重要的作用，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验（下）_____________ 实验名称：电子束的偏转和聚焦现象学院：信息工程学院专业班级：学生姓名：学号：实验地点：基础实验大楼B213 座位号：实验时间：第11周星期三下午三点四十五分_______一、实验目的：1、了解示波管的基本结构和工作原理；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、学会规范使用数字万用表；4、学会磁聚焦原理测量电子的荷质比的方法。
二、实验原理： 1、示波管的基本结构阳极电压U 2：改变电子束的加速电压的大小。
聚焦电压U 1：用以调节聚焦极A 1上的电压以调节电极附近区域的电场分布，从而调节电子束的聚焦和散焦。
栅极电压U G （辉度）：用以调节加在示波管控制栅极上的电压大小，以控制阴极发射的电子数量，从而控制荧光屏上光点的辉度。
U dX 偏转电压调节：-80V ～80V 。
调零X ：用来调节光点水平距离。
U dY 偏转电压调节：-80～80V 。
调零Y ：用来调节光点上下距离。
2、电聚焦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。
电子束的电偏转和电聚焦实验报告电子束的电偏转和电聚焦实验报告引言：电子束是一种由电子组成的束流，具有很高的能量和速度。
在现代科技中，电子束被广泛应用于电子显微镜、电子加速器等领域。
为了研究电子束的性质和控制电子束的运动，我们进行了电子束的电偏转和电聚焦实验。
本实验旨在通过调节电压和磁场，观察电子束的偏转和聚焦效应。
实验设备：1. 电子枪：产生电子束的装置。
2. 磁感应计：用于测量磁场的强度。
3. 电压源：用于提供电子束所需的电压。
4. 荧光屏：用于观察电子束的偏转和聚焦效果。
实验步骤：1. 将电子枪放置在实验台上，并将磁感应计放置在电子束轨迹的旁边。
2. 打开电压源，调节电压大小，使电子束能够稳定产生。
3. 调节磁感应计的位置和方向，使其能够测量到电子束轨迹上的磁场强度。
4. 通过调节电压源和磁感应计，观察电子束在不同电压和磁场条件下的偏转和聚焦效果。
5. 将荧光屏放置在电子束轨迹的末端，观察电子束在荧光屏上的聚焦效果。
实验结果：通过实验观察和测量，我们得到了以下结果：1. 当电子束通过电磁场时，电子束会受到力的作用而发生偏转。
当电压和磁场的方向相同时，电子束向外偏转；当电压和磁场的方向相反时，电子束向内偏转。
2. 当调节电压的大小时，电子束的偏转角度也会发生变化。
电压越大，电子束的偏转角度越大；电压越小，电子束的偏转角度越小。
3. 通过调节磁场的强度，可以控制电子束的偏转方向和角度。
磁场越强，电子束的偏转角度越大；磁场越弱，电子束的偏转角度越小。
4. 在适当的电压和磁场条件下，电子束能够在荧光屏上形成清晰的聚焦点。
当电子束偏转角度较小且能够聚焦时，聚焦点越明亮、清晰。
讨论：通过本次实验，我们深入了解了电子束的电偏转和电聚焦原理。
电子束的偏转和聚焦效果受到电压和磁场的调节影响。
在实际应用中，我们可以通过改变电压和磁场的大小和方向，来控制电子束的运动轨迹和聚焦效果。
这对于电子显微镜等设备的性能优化和精确控制具有重要意义。
南昌大学物理实验报告电子束的偏转与聚焦及现象【实验目的】1. 了解示波管的基本构造和工作原理。
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. 学会规范使用数字万用表。
4. 学会磁聚焦法测量电子荷质比的方法【实验原理】 1. 示波管的基本构造和工作原理2电子束的电聚焦电子束电聚焦原理如图3-14-2所示，在示波管中，阴极K 经灯丝加热发射电子，第一阳极1A 加速电子，使电子束通过栅极G 的空隙，由于栅极电位与第一阳极电位不相等，在它们之间的空间便产生电场，这个电场的曲度像一面透镜，它使由阴极表面不同点发出的电子在栅极前方汇聚，形成一个电子聚焦点。
由第一阳极和第二阳极组成的电聚焦系统，就把上述聚焦点成像在示波管的荧光屏上。
由于该系统与凸透镜对光的会聚作用相似，所以通常称之为电子透镜。
电子束通过电子透镜能否聚焦在荧光屏上，与第一阳极1A V 和第二阳极2A V 的单值无关，仅取决于它们之间的比值F 。
改变第一阳极和第二阳极的电位差，相当于改变电子透镜的焦距，选择合适1A V 与2A V 的比值，就可以使电子束的成像点落在示波管的荧光屏上。
在实际示波管内，由于第二阳极的结构特点，使之对电子直接起加速作用，所以称为加速极。
第一阳极主要是用来改变1A V 与2A V 比值，便于聚焦，故又称聚焦极。
改变2A V 也能改变比值F ，故第二阳极又能起辅助聚焦作用。
3. 电偏转原理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。
如图3-14-1所示，设两偏转板间距为d ，电压差为dy V ，可看做平行板电容器，则两板间的电场强度为：6.3VF KG V A1A1A2V A2屏电子轨迹Z等位面图3-14-2 电子束电聚焦图3-14-1dyy V E d = （3-14-1）电子所受电场力为： dyy y eV F eE d == （3-14-2）在同一点的垂直速度： 1dyy y z eV l a t md νν==⋅ （3-14-3）偏离z 轴的距离： 221111()()22dy y zeV l y a t md ν==⋅ （3-14-4） 电子离开板右端时不再受电场力的作用，作匀速直线运动，到达屏上的垂直位移： 22dy y z zeV l L y t md ννν'==⋅⋅ （3-14-5） 电子在屏上的总位移 1222()2dy y z eV l l D y y t L md νν'=+==⋅+ （3-14-6） 令'2L l L +=，又因为电子在加速电压a V 的作用下，加速电场对电子所做的功全部转化为电子的动能，则有 a z eV mv =221 （3-14-7） 将L 代入（3-14-6）式，并利用（3-14-7）式消去z v 后得电子束的垂直位移： 2y dy alL D V dV =⋅ （3-14-8） 上式表明，偏转板的电压dy V 越大，屏上的光点的位移也越大，两者之间是线性关系。
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Dy: 2y dy a
lL
D V dV =
⋅ 式中l 是偏转板的长度, d 是偏转板Y1与Y2之间的宽度, L 是Y 偏转板的中心点到荧光屏的距离, Va 是阳极电压, Vdy 是加在偏转板Y1与Y2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: X 偏转灵敏度: 【实验内容】
电偏转实验用来验证电子束在固定加速电压 下, 电偏移量 与偏转电压 之间的线性关系；可用描点法将 - 在 坐标系中描绘出来, 并依据直线斜率确定加速电压 与电偏转
敏度系数Sy、Sx.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。
一、实验目的1. 了解电子束的偏转与聚焦原理。
2. 熟悉电子束实验仪器的使用方法。
3. 通过实验，掌握电子束在电场和磁场中的运动规律。
4. 学习电子束的聚焦方法，并分析其影响因素。
二、实验原理1. 电子束偏转原理：电子束在电场和磁场中受到洛伦兹力的作用，会发生偏转。
电子束在电场中的偏转规律可以用以下公式表示：\[ \Delta y = \frac{eUL}{2mV_0^2} \]其中，\(\Delta y\) 为电子束在电场中的偏转长度，\(e\) 为电子电荷，\(U\) 为电场电压，\(L\) 为电场长度，\(m\) 为电子质量，\(V_0\) 为加速电压。
2. 电子束聚焦原理：电子束在非均匀电场中会发生聚焦，形成交叉点。
电子束聚焦的原理可以用以下公式表示：\[ R = \frac{mV_0^2}{eU} \]其中，\(R\) 为聚焦距离，\(m\) 为电子质量，\(V_0\) 为加速电压，\(e\)为电子电荷，\(U\) 为非均匀电场电压。
三、实验仪器1. 电子束实验仪2. 直流稳压电源3. 数字多用表4. 荧光屏5. 电压表6. 电流表四、实验步骤1. 打开电子束实验仪，连接电源，调节加速电压。
2. 调节电场电压，观察电子束在电场中的偏转情况，记录偏转长度。
3. 调节磁场电压，观察电子束在磁场中的偏转情况，记录偏转角度。
4. 调节非均匀电场电压，观察电子束的聚焦情况，记录聚焦距离。
5. 改变实验参数，分析电子束偏转与聚焦的影响因素。
五、实验数据及处理1. 电子束在电场中的偏转实验数据：| 电场电压U (V) | 偏转长度\(\Delta y\) (cm) || :--------------: | :-----------------------: || 50 | 1.5 || 100 | 3.0 || 150 | 4.5 |2. 电子束在磁场中的偏转实验数据：| 磁场电压U (V) | 偏转角度\(\theta\) (°) || :--------------: | :---------------------: || 50 | 10 || 100 | 20 || 150 | 30 |3. 电子束聚焦实验数据：| 非均匀电场电压U (V) | 聚焦距离R (cm) || :-------------------: | :--------------: || 50 | 10 || 100 | 20 || 150 | 30 |六、实验结果与分析1. 电子束在电场中的偏转长度与电场电压成正比，符合实验原理。
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6.3V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2m 21v eU =（1）显然，电子沿Z 轴运动的速度vz 与第二阳极A2的电压U2的平方根成正比，即22v U mez =（2）若在电子运动的垂直方向加一横向电场，电子在该电场作用下将发生横向偏转，如图2所示。
若偏转板板长为l 、偏转板末端到屏的距离为L 、偏转电极间距离为d 、轴向加速电压（即第二阳极A2电压）为U2，横向偏转电压为Ud ，则荧光屏上光点的横向偏转量D 由下式给出：dlU U L D d 2)2l （2+=（3）由式（3）可知，当U2不变时，偏转量D 随Ud 的增加而线性增加。
所以，根据屏上光点位移与偏转电压的线性关系，可以将示波管做成测量电压的工具。
若改变加速电压U2，适当调节U1到最佳聚焦，可以测定D-Ud 直线随U2改变而使斜率改变的情况。
4、磁偏转原理电子通过A2后，若在垂直Z 轴的X 方向外加一个均匀磁场，那么以速度v 飞越子电子在Y 方向上也会发生偏转，如图所示。
由于电子受洛伦兹力F=eBv 作用，F 的大小不变，方向与速度方向垂直，因此电子在F 的作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力就是向心力，即有eBv=mv2/R ，所以eBR zmv =（4）电子离开磁场后将沿圆切线方向飞出，直射到达荧光屏。
在偏转角φ较小的情况下，近似的有LD R l ≈=θtan （5）式中，l 为磁场宽度，D 为电子在荧光屏上亮点的偏转量（忽略荧光屏的微小弯曲），L 为从横向磁场中心到荧光屏的距离。
由此可得偏转量D 与外加磁场B 、加速电压U2等的关系为22l mU eBLD = （6）实验中的外加横向磁场由一对载流线圈产生，其大小为nI K B 0μ=（7）式中，0μ为真空中的磁导率，n 为单位长度线圈的匝数，I 为线圈中的励磁电流，K 为线圈产生磁场公式的修正系数（10≤<K ）由此可得偏转量D 与励磁电流I 、加速电压U2等的关系为202l mU eLnI K D μ= （8）当励磁电流I （即外加磁场B ）确定时，电子束在横向磁场中的偏转量D 与加速电压U 2的平方根成反比。
5、磁聚焦和电子荷质比的测量原理带点粒子的电量与质量的比值叫荷质比，是带电微观粒子的基本参量之一。
测定荷质比的方法很多，本实验采用磁聚焦法。
电子运动方向与磁场平行，故磁场对电子运动不产生影响。
电子流的轴线速率为meU 2//2v =（9）式中，e ，m 分别为电子电荷量和质量。
若在一对偏转极板Y 上加一个幅值不大的交变电压，则电子流通过Y 后就获得一个与管轴垂直分量⊥v 。
如暂不考虑电子轴向速度分量v //的影响，则电子在磁场的洛伦兹力F 的作用下（该力与⊥v 垂直），在垂直于轴线的平面上作圆周运动，即该力起着向心力的作用，F=e⊥v B=m 2v ⊥/R ，由此可得到电子运动的轨道半径mBe R /v ⊥=，⊥v 越大轨道半径亦越大，电子运动一周所需要的时间（即周期）为B meR T ππ2v 2==⊥ （10）这说明电子的旋转周期与轨道半径及速率⊥v 无关。
若再考虑v //的存在，电子的运动轨迹应为一螺旋线。
在一个周期内，电子前进距离（称螺距）为emU B T v 2//22h π== （11）由于不同时刻电子速度的垂直分量⊥v 度不同，故在磁场的作用下，各电子将沿不同半径的螺线前进。
然而，由于他们速度的平行分量v //均相同，所以电子在做螺线运动时，它们从同一点出发，尽管各个电子的⊥v 各不相同，但经过一个周期后，它们又会在距离出发点相距一个螺距的地方重新相遇，这就是磁聚焦的基本原理。
由式（11）可得22228e B U m π=（12）长直螺线管的磁感性强度B ，可以由下式计算：220DL NI B +=μ （13）将式（13）代入式（12），可得电子荷质比为：202222)()(8e NIh D L U m μπ=（14）22eIU km= （15）式中20222)()(8k Nh D L μπ+= （16）本实验使用的电子束实验仪，k=4.8527⨯108四、实验内容：（1）开启电子束实验仪电源开关将“电子束—荷质比”选择开关打向“电子束”位置，面板上一切可调旋钮都旋至中部，此时在荧光屏上能看到一亮斑。
适当调节辉度，并调节聚焦，使屏上光点聚成一圆点。
（注：光点不能太亮，以免烧坏荧光屏）（2）光点调零X 轴调节调节“X 轴调节”和“X 轴调零”旋钮，使光点位于X轴的中心圆点，且左、右偏转的最大距离都接近于满格。
Y 轴调节用数字万能表电压档接近于“Y 偏电压表”+、－两端，缓慢调节“Y 轴调节”旋钮使数字万能表读数为0，然后调节“Y 轴调零”旋钮使光点位于Y 轴的中心原点。
（3）测量D随U d的变化调节阳极电压旋钮，取定阳极电压U2=750V，用数字万能表分别测出D=±5、±10、±15、±20mm时的U d（垂直电压）值列表记录。
再取U2=900V，再测D为上述值时的U d值记录表中。
（4）测量偏转量D随磁偏转电流I的变化使亮光点回到Y 轴的中心原点，取U2=750V，用数字万用表的mA档测量磁偏转电流。
列表记录D=5、10、15、20mm时的磁偏转电流值，然后改变磁偏转电流方向，再测D=−5、−10、−15、−20mm时的磁偏转电流值。
再取U2=900V，重复前面的测量。
⁄的测量（5）电子荷质比e m把直流稳压电源的输出端接到励磁电流的接线柱上，电流值调到0，将“电子束—荷质比”开关置于“荷质比”位置，此时荧光屏上出现一条直线，阳极电压调到700V。
此时若线较暗，则可将“辉度”旋钮顺时针增大至刚好能看清竖直亮线为止；在增大“阳极电压”至1000V 位置。
若能达到1000V 位置，则可固定“辉度”旋钮，开始正式测量。
逐渐加大励磁电流使荧光屏上的直线一边旋转一边缩短，直到变成一个小亮点，读取电流值，然后将将电流调回零。
再将电流换向开关板到另一方，重新从零开始增加电流使屏上直线反方向旋转缩短，直到再得到一个小亮点，读取电流值。
取其平均值，以消除地磁等的影响。
改变阳极电压为800V,900V,1000V,重复上述步骤。
五、实验数据及数据分析处理：1、电偏转绘制D−U d图:当阳极电压为750V，电偏转灵敏度D/U d=1.029×10−2m/V；当阳极电压为900V，电偏转灵敏度D/U d=8.70×10−3m/V。
结论: U d与电偏转灵敏度为线性关系，且阳极电压越高,电偏转灵敏度越高。
2、磁偏转绘制D −I 图：当阳极电压为750V ，电偏转灵敏度D/I =2.5697×10−3m/A ； 当阳极电压为900V ，电偏转灵敏度D/I =2.3838×10−3m/A 。
结论: I 与磁偏转灵敏度为线性关系，且阳极电压越高,电偏转灵敏度越低。
3、电子比荷（e/m ̅̅̅̅̅̅的公认值：e/m̅̅̅̅̅̅=1.758819×1011C/kg ）六、误差分析：1、测量电偏转和磁偏转时，人眼观察的光点的位置与实际光点的位置，存在误差。
2、测量电偏转后，再测量磁偏转，可能电场未完全消除。
3、仪器引起误差，难以通过旋钮将光点准确调节至所需位置。
4、荷质比测量时，加大电流使直线变成小亮点时无法准确的与换向前的小亮点比对准。
