实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比

一、实验目的1. 理解电子在电场和磁场中的运动规律；2. 掌握电子电、磁聚焦和电、磁偏转的实验方法；3. 测定电子的荷质比（比荷）。

二、实验原理电子比荷（荷质比）是指电子的电荷量与质量之比，用符号e/m表示。

根据库仑定律和洛伦兹力定律，电子在电场和磁场中的运动规律如下：1. 电子在电场中受到的电场力F_E = eE，其中e为电子电荷量，E为电场强度；2. 电子在磁场中受到的洛伦兹力F_B = evB，其中v为电子速度，B为磁感应强度；3. 当电子同时受到电场力和洛伦兹力时，其运动轨迹为螺旋线。

通过测量电子在电场和磁场中的运动轨迹，可以计算出电子的荷质比。

三、实验仪器1. 电子比荷测定仪；2. 电源；3. 水平仪；4. 计时器；5. 直尺；6. 针式电极。

四、实验步骤1. 将电子比荷测定仪放置在水平面上，调整水平仪使其水平；2. 连接电源，打开电源开关；3. 将针式电极插入测定仪的电极孔中；4. 调整电源电压，使电子比荷测定仪达到稳定状态；5. 观察电子在电场和磁场中的运动轨迹，记录轨迹长度和角度；6. 根据轨迹长度和角度，计算电子的荷质比。

五、实验数据1. 轨迹长度：L = 5cm；2. 轨迹角度：θ = 45°；3. 电源电压：U = 500V；4. 磁感应强度：B = 0.5T。

六、数据处理1. 根据轨迹长度和角度，计算电子的比荷：（1）电子在电场中的运动时间t_E = L / v_E，其中v_E为电子在电场中的速度；（2）电子在磁场中的运动时间t_B = L / v_B，其中v_B为电子在磁场中的速度；（3）电子在电场和磁场中的总时间t = t_E + t_B；（4）电子的比荷e/m = U / (Bt)。

2. 代入实验数据，计算电子的比荷：（1）电子在电场中的速度v_E = L / t_E = 5cm / (L / v_E)；（2）电子在磁场中的速度v_B = L / t_B = 5cm / (L / v_B)；（3）电子的比荷e/m = 500V / (0.5T (L / v_E + L / v_B))。

实验1磁聚焦法测电子荷质比一、基本教学要求1.了解示波管的结构；2.用磁聚焦法测量电子荷质比。

二、实验原理真空中的电子在磁场中运动，垂直于磁场的速度分量使电子束作圆周运动，平行于磁场的速度分量作匀速直线运动。

螺距////2v eBmT v h π==，且平行于磁场的速度由加速电压获得：22//21eV mv =， 可见电子在均匀磁场中运动时，具有相同的轴向速度，但由于θ角度不同，径向速度将不同。

因此它们将作半径不同、螺距相同的螺旋线运动。

经过时间T 后，在//2v eBmh π=的地方聚焦。

m eB =ω，则//v Sm eB ⋅=φ，因为////2v eB m T v h π== 所以hSπφ2=(S 为没有磁场时的电聚焦点到荧光屏的距离) 由螺距表达式得hB v m e //2π=，把h S πφ2=和meV v 2//2=代人得：222)(2B S V m e φ⨯=，薄螺线管公式计算（电磁学中有推导）:)cos (cos 2120ββμ-=nI B式中，270/104A N -⨯=πμ，也就是真空中的磁导率；n 为螺线管单位长度线圈的匝数。

设螺线管的长度为L ，螺线管的平均直径为D ，并认为电子束聚焦磁场均匀，且都与螺线管的轴线中点O 的磁场强度相等，则22020cos 22DL nILnIB +==μβμ则22202222222)(2)(2S I ND L S V B S V m e φμφ⨯+⋅=⋅= 其中270/104A N -⨯=πμ为真空中的磁导率。

三、实验内容方法1: 根据πφ2=时，h S =，可根据22142222102SI V h N D L m e ⋅⨯+=-计算电子比荷，实验证明不同的磁聚焦过程对应不同的螺距。

1.光斑模式打到点a.等电位法： A 1、A 2都接地。

选取加速电压，调栅压至合适的亮度。

打开励磁电源，调节励磁电流由斑到点，则mm h 230=。

且随栅压的增大，螺距减小，有约5mm 的变化范围。

工作报告-实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比报告摘要：本实验利用磁聚焦法测定了电子的荷质比。

实验中通过测量电子在磁场中的运动半径和电压的关系，得到了电子的荷质比值。

实验结果表明，电子的荷质比值与理论值较为接近，验证了磁聚焦法测定电子荷质比的准确性。

实验目的：1. 了解磁聚焦法测定电子荷质比的原理；2. 掌握实验中所使用的仪器和设备的操作方法；3. 测量并计算电子的荷质比。

实验原理：磁聚焦法是一种测定电子荷质比的方法。

其原理是，将电子束通过磁场，根据电子的动量和电荷情况，可以确定电子的荷质比。

实验器材和仪器：1. 电子束管；2. 磁场装置；3. 高压电源；4. 毫安表；5. X-Y示波器。

实验步骤：1. 打开仪器电源，调整高压电源，使电子束管产生稳定的电子束；2. 将电子束管放入磁场装置中，调整磁场强度，使电子在磁场中运动并聚焦；3. 在示波器上观察电子束的轨迹，并调整磁场强度和方向，使电子束呈现完整的稳定的轨迹；4. 测量电子束在不同电压下的轨迹半径，并记录数据；5. 根据测得的半径和电压数据，计算电子荷质比的平均值。

实验结果分析：通过实验测量得到的电子荷质比值与理论值较为接近，说明使用磁聚焦法测定电子荷质比的方法是准确可靠的。

存在的问题和改进措施：1. 实验中可能存在测量误差，如由于人为操作不精细、仪器的误差等原因导致的数据偏差。

下次实验可以提高操作的精确度，并使用更加精密的仪器进行测量，以减小误差；2. 实验中的磁场调整可能需要更多的时间和经验，以确保电子束的稳定和聚焦效果。

下次实验可以提前进行磁场调整的练习，以提高调整的准确性和效率。

结论：本实验利用磁聚焦法测定电子荷质比的方法，得到了与理论值较为接近的结果。

通过本实验的实践操作，加深了对磁聚焦法的理解和应用，提高了实验操作的能力。

用磁聚焦法测定电子荷质比实验报告用磁聚焦法测定电子荷质比实验报告引言：电子荷质比是物理学中的一个重要常数，它描述了电子的电荷与质量之间的比值。

测定电子荷质比的实验方法有很多种，其中一种常用的方法是磁聚焦法。

本实验旨在通过磁聚焦法测定电子荷质比，并探讨实验过程中的一些关键问题。

实验原理：磁聚焦法是通过磁场对电子进行聚焦，从而测定电子荷质比的一种方法。

在磁场中，电子受到洛伦兹力的作用，其运动轨迹会发生偏转。

通过调节磁场强度和电场强度，使得电子在磁场中运动的轨迹与电场的方向相交，从而实现对电子的聚焦。

根据电子的速度和轨道半径的关系，可以计算出电子的荷质比。

实验装置：本实验所使用的装置主要包括电子枪、磁场和电场装置以及荧光屏。

电子枪产生一束高速电子，磁场和电场装置用来调节电子的运动轨迹，荧光屏用来观察电子束的聚焦情况。

实验步骤：1. 将实验装置搭建好，并接通电源。

2. 调节电子枪的电压和电流，使得电子枪能够产生一束稳定的电子束。

3. 调节磁场的强度，使得电子束在磁场中发生偏转。

4. 调节电场的强度，使得电子束在电场中与磁场的方向相交。

5. 观察荧光屏上的电子束图像，调节磁场和电场的强度，使得电子束能够聚焦在一个点上。

6. 记录磁场和电场的强度，以及荧光屏上电子束的聚焦位置。

7. 重复实验多次，取平均值，并计算电子荷质比。

实验结果与讨论：通过多次实验，我们得到了不同磁场和电场强度下的电子束聚焦位置。

根据电子的速度和轨道半径的关系公式，我们可以计算出电子的荷质比。

在实验中，我们发现磁场和电场的强度对电子束的聚焦效果有很大的影响。

当磁场和电场的强度适当时，电子束能够聚焦在一个点上，从而得到准确的电子荷质比值。

然而，在实际操作中，我们也遇到了一些困难和误差。

首先，由于实验装置的精度限制和环境因素的影响，我们无法完全消除系统误差。

其次，电子束的聚焦位置的测量也存在一定的误差，可能会影响到最终结果的准确性。

因此，在实验中我们需要注意这些误差来源，并尽量减小其对结果的影响。

【精编】实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比实验目的：利用磁聚焦法测定电子荷质比，掌握该方法的原理和操作方法，了解电子的物理性质。

实验原理：当带负电的粒子在磁场中运动时，磁场会对其进行偏转。

磁场中的带电粒子受到的力称为洛伦兹力，其大小和方向由以下公式决定：F=qvBsinθ其中，F为洛伦兹力，q为带电粒子的电荷量，v为带电粒子的速度，B为磁场强度，θ为磁场和带电粒子的速度之间的夹角。

R=mv/qB如果带电粒子同时具有不同的能量，它们将在不同的轨道上运动，轨道的半径也会不同。

但是，如果磁场强度足够大，则所有轨道都将被压缩到重叠状态，此时所有轨道的半径将相等。

根据上述原理，可以用磁聚焦法测定电子荷质比。

在实验中，首先确定磁场强度和螺旋线管的工作电压，然后改变加速电压使得电子进入不同的能级。

电子在磁场中偏转形成螺旋运动，当磁场足够强时所有的螺旋运动将在一个平面内，可以通过调节分光器的角度观察电子的轨迹。

实验步骤：1. 校准磁场强度，调整分光器位置。

2. 将螺旋线管的工作电压调整为适当的值，用万用表测量电路参数。

3. 将加速电压调整到不同的值，记录分析仪上的读数。

4. 调整分光器的角度，记录电子轨迹和屏幕上的读数。

5. 重复步骤4直到测量三组数据。

实验数据：在本次实验中，我们测定了三组数据，其加速电压分别为800V、1000V和1200V。

通过计算，得出三组数据的电子荷质比分别为：1. 1.76×10^11C/kg实验结论：在本次实验中，我们通过磁聚焦法成功测定了电子的荷质比。

由于实验条件的限制，测得的结果存在一定的误差，但是这些误差在实验中进行了充分的考虑和控制。

通过该实验，我们不仅掌握了磁聚焦法的操作方法，还深入了解了电子的物理性质和运动规律。

参考文献：1. 《大学物理实验》高等教育出版社。

上海交通大学实 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=n 2*10143、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K1==3.789*107电子荷质比理论值：X0==1.758*1011c/kgX偏转板上加交流偏转电压：/V/V数据处理与结果比较0.415=0.4270.8551.289X1=k=1.766*1011 c/kg与理论值的相对误差=0.455%0.455=0.4500.8981.346X2=k=1.778*1011 c/kg与理论值的相对误差=1.14%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）（）（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0.455%与1.14%。

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=*0.107=0.114m=*0.123=0.114m由此可见，螺旋线的起点位置大约在0.114m附近。

【问题思考与讨论】1、为什么螺线管磁场要反向测量后求平磁感应强度来计算荷质比？排除地磁场在螺线管轴线上的分量上的影响。

事实上，当螺线管是东西方向放置时，地磁场的轴向分量影响被消除了。

用磁聚焦法测定电子荷质比实验报告实验名称：用磁聚焦法测定电子荷质比实验报告实验目的：通过磁聚焦法测定电子荷质比，了解电子的基本性质和物理定律。

实验原理：磁聚焦法是通过在磁场中运动的电子被磁场力聚焦成束，经过一定的路径后被感光表面所接收，从而获得电子在磁场中的运动信息，并由此计算出电子荷质比的实验方法。

所用到的原理为赫兹实验的基本原理，即磁场力和电场力的平衡关系，根据平衡条件可以得到电子荷质比的表达式：e/m = 2V/(B^2d^2)，其中e为电子电荷量，m为电子质量，V为电子的速度，B为磁感应强度，d为磁极间距。

实验器材：电子枪、磁聚焦系统、感光表面、微分放大器等。

实验步骤：1. 将微分放大器调整到合适的工作状态，并将感光表面安装在适当的位置，调整其与电子轨迹平衡，使得电子束能正常照射到感光表面上。

2. 调整磁聚焦系统，保证电子束的轨迹尽量贴近感光表面，并保证电子束以足够的速度进入磁场。

3. 调整磁场的强度和磁极间距，使得电子束能够被聚焦成束状，经过磁极后得到清晰的电子轨迹，并记录下电子束运动的轨迹。

4. 记录电子束运动的轨迹，并记录下微分放大器的输出电压。

5. 根据记录的电子运动轨迹和微分放大器的输出电压，计算出电子荷质比，并对实验结果进行分析和总结。

实验结果分析：通过本次实验，我们成功地测定出了电子的荷质比，并得出了相应的实验结果。

在数据处理的过程中，我们注意到实验结果的精确度和准确度，需要进行合理的误差分析，并对实验结果进行改进和优化。

实验结论：通过本次实验，我们成功地测定出了电子的荷质比，并得出了相应的实验结果。

在进一步的实验过程中，我们需要将实验的精度和准确度提升到更高的水平，同时不断优化实验方法和原理的应用，以更好地探索电子的基本性质和物理定律，推动科学技术的持续发展。

电子荷质比实验报告电子荷质比实验报告1、实验电路（1）阅读仪器的使用说明。

（2）按正向聚焦接线图插入导联线。

（3）将仪器面板“功能选择”开关旋至“磁聚”处，此时仪器处于磁聚焦工作状态。

2、测量（1）接通总电源，预热数分钟，荧光屏上出现亮斑。

亮斑辉度不够可调节辉度旋钮或增大V2。

（2）接通励磁开关前，先将“励磁电流”旋钮（或调压器旋钮）逆时针方向旋至最小。

（3）取V2为800V，调节励磁电流，使光斑聚焦，记下此时仪器三次聚焦时的励磁电流读数。

（4）取V2为1000V、1200V重复步骤（3）。

（ 5）关闭总电源约数分钟，改为反向聚焦接线，重复步骤（3）、（4）。

3、记录数据和处理结果。

【数据处理】螺线管的长度L=296mm 螺线管直径D=91.5mm 线圈匝数N=4141 示波管阳极到荧光屏的距离d=193.0mm3.数据处理将各数据代入公式平均值为1.765×1011C／kg 算出标准差为0.013×1011C／kg 得出电子的荷质比所以电子的荷质比为（1.765?0.013）×1011C／kg ? 【实验结论】实验测得的电子的荷质比为：（1.765?0.013）×1011C／kg ? 【误差分析】1. 电子束与磁场没有严格垂直导致误差；电子束具有一定宽度，导致测量误差；3. 测量者利用点一线法测半径时没有完全对齐导致随机误差；4. 实验仪器精确度不够导致测量误差；5. 实验理论的不完善导致误差。

篇三：实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比实验报告姓名：班级：学号：实验成绩：同组姓名：实验日期：201X0331 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 =n23、电场偏转法测定电子荷质比上海交通大学 *1014 = 【实验数据记录、结果计算】 ? 数据记录系数：K1==3.789*107 电子荷质比理论值：X0==1.758*1011kg 实验数据：数据处理与结果比较 X1=k =1.766*1011 kg 与理论值的相对误差=0.455% X2=k =1.778*1011 kg 与理论值的相对误差=1.14% 电场偏转法测定电子荷质比：X偏转板上加交流偏转电压：上海交通大学 ? 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0.455%与1.14%。

11物类一班 梁世勇 2011301020084用磁聚焦法测电子荷质比【实验目的】1．了解电子在电场和磁场中的运动规律。

2．学习用磁聚焦法测量电子的荷质比。

【实验仪器】DHB －2电子荷质比测定仪（主要由直流稳压电源、一台荷质比测定仪、一个长直螺线管和放置在螺线管内的一个示波管组成）、双刀开关。

【实验原理】纵向磁场（即B ∥电子枪的轴线）对从电子枪射出电子的洛仑兹力为零（因为此时电子速度为υZ ，没有垂直B 的速度分量）。

但是通过加有偏转电压的X 偏转板后，电子获得了垂直于B 的横向速度分量v x ，将受洛仑兹力B x f ev B =的作用，在垂直于B 的平面内做匀速率圆周运动。

电子做圆周运动的同时，还在加速电压V 2影响下沿Z 轴方向做匀速（速度为υZ ）直线运动，两运动合成的结果是电子沿B 的方向作螺旋线运动，如图3-18所示。

则电子做螺旋线运动的回旋半径R 和周期T 分别为x mvR eB =（3-37） 2π2πx R m T v eB == （3-38） 由此可知，电子的回旋半径R 与v x 成正比，与B 成反比；周期T 与B 成反比而与v x 无关。

它表明v x 大的电子绕半径大的轨道运动，v x 小的电子绕半径小的轨道运动，但它们运动一周的时间都相等。

电子做螺旋线运动的螺距为2πzz mv h v T eB== （3-39）虽然它们的初始轴向速度也是不一样的，但它们的螺距是相等的，也就是经过一个周期后，同时从电子枪发射出来但运动方向不同的电子，又交汇在同一点（见图3-18），这就是磁聚焦作用。

而且每经过一个周期（一个螺距），有一个聚焦点。

图3-18 电子束的磁聚焦调整磁场的B 来改变螺距h ，可使电子枪出口到荧光屏的距离L 为h 的整数倍，这样我们就可以观察到多次磁聚焦现象。

利用磁聚集现象可以测定电子的荷质比。

第1次聚焦时，则有：2πz mvL h eB==（3-40）而z v =22228π V e m L B= （3-41）有限长螺线管中点的磁感应强度为B = 因此222222228π8π V V e m L BL ==⎛⎫ （3-42）其中，N 为螺线管线圈总匝数，L 为电子束交叉点到荧光屏的距离，V 2为加速电压，I 为励磁电流强度，l 为螺线管的长度（单位为m ），D 为螺线管的直径（单位为m ）。

电子荷质比实验报告‎电子荷质比实验报告‎1、实验电路‎（1）阅‎读仪器的使用说明。

‎（2）按正‎向聚焦接线图插入导联‎线。

（3‎）将仪器面板“功能选‎择”开关旋至“磁聚”‎处，此时仪器处于磁聚‎焦工作状态。

‎2、测量‎（1）接通总电源，‎预热数分钟，荧光屏上‎出现亮斑。

亮斑辉度不‎够可调节辉度旋钮或增‎大V2。

‎（2）接通励磁开关前‎，先将“励磁电流”旋‎钮（或调压器旋钮）‎逆时针方向旋至最小。

‎（3）取‎V2为800V，调节‎励磁电流，使光斑聚焦‎，记下此时仪器三次‎聚焦时的励磁电流读数‎。

（4）‎取V2为1000V、‎1200V重复步骤‎（3）。

‎（ 5）关闭总‎电源约数分钟，改为反‎向聚焦接线，重复步骤‎（3）、‎（4）。

‎ 3、记录数据和处‎理结果。

【数据处理‎】螺线管的长度L‎=296mm 螺线管‎直径D=91‎.5mm 线圈匝数N‎=4141 示波管阳‎极到荧光屏的距离d=‎193.0m‎m3.数据‎处理将各数据代入公‎式平均值为‎1.765×1011‎C／kg 算出标准差‎为0.013×101‎1C／kg 得出电子‎的荷质比所以电子的‎荷质比为（1‎.765?0.01‎ 3）×1011‎C／kg ? 【实验‎结论】实验测得的电‎子的荷质比为：‎（1.76‎5?0.01‎3）×1011C／k‎g ? 【误差分析】‎1. 电‎子束与磁场没有严格垂‎直导致误差；‎电子束具有一定宽‎度，导致测量误差；‎3. 测量者‎利用点一线法测半径时‎没有完全对齐导致随机‎误差；4.‎实验仪器精确度不够‎导致测量误差；‎ 5. 实验理论的‎不完善导致误差。

‎篇三：‎实验报告-磁聚焦‎法测定电子荷质比实‎验报告姓名‎：班级：‎学号：‎实验成绩：‎同组姓名：‎实验日期：‎201X03‎31 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。