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实验二十四 电子射线的电偏转与磁偏转一、实验目的1． 掌握电子束在外加电场和磁场作用下偏转的原理和方式； 2． 了解阴极射线管的构造与作用。
三、实验仪器1． TH-EB 电子束实验仪； 2． 0~30V 可调直流电源； 3． 数字式万用表。
三、实验原理1 电偏转原理电子束电偏转原理如图1所示。
通常在示波管的偏转板上加偏转电压V ，当加速后的电子以速度v 沿x 方向进入偏转板后，受到偏转电场E （y 轴方向）的作用，使电子的运动轨迹发生偏转。
假定偏转电场在偏转板l 范围内是均匀的，电子将作抛物线运动，在偏转板外，电场为零，电子不受力，作匀速直线运动。
荧光屏上电子束的偏转距离D 可以表示为式中V 为偏转电压，V A 为加速电压，k e 是一个与示波管结构有关的常数，称为电偏常数。
为了反映电偏转的灵敏程度，定义δ电称为电偏转灵敏度，用mm/V 为单位。
δ电越大，电偏转的灵敏度越高。
2 磁偏转原理电子束磁偏转原理如图2所示。
通常在示波管的瓶颈的两侧加上一均匀横向磁场，假定在l 范围内是均匀的，在其他范围都为零。
当加速后的电子以速度v 沿x 方向垂直 射入磁场时，将受到洛仑兹力作用，在均匀磁场B 内作匀速圆周运动，电子穿出磁场后，则做匀速直线运动，最后打在荧光屏上，磁偏转的距离可以表示为：式中I 是偏转线圈的励磁电流，单位A ；k m 是一个与示波管结构有关的常数称为磁偏常数。
为了反映磁偏转的灵敏程度，定义)3( A m V Ik D =(2) 电A e V k V D ==δ（1）/A e V V k D = le图1 电子束电偏转原理ev 图2 电子束磁偏转原理δ磁称为磁偏转灵敏度，用mm/A 为单位。
δ磁越大，表示磁偏转系统灵敏度越高。
2 截止栅偏压原理示波管的电子束流通常是通过调节负栅压U GK 来控制的，调节U GK 可调节荧光屏上光点的辉度。
U GK 是一个负电压，负栅压越大，电子束电流越小，光点的辉度越暗。
电子束的电偏转和磁偏转实验报告实验目的：通过电偏转和磁偏转实验，研究电子束在电场和磁场中的偏转规律，验证电子在电场和磁场中的运动轨迹。
实验原理：电子束在电场中受力为F=qE，方向与电场方向相同；在磁场中受力为F=qvBsinθ，其中v为电子速度，θ为速度方向与磁场方向之间的夹角。
实验仪器：电子枪、电子束偏转装置、电压源、电流源、磁铁、示波器等。
实验步骤：1. 将电子枪与示波器连接起来，将示波器置于适当的量程和灵敏度。
2. 打开电压源和电流源，根据实验需要设定适当的电压和电流。
3. 调整电子束偏转装置，使电子束偏转仪表的示数稳定在零点附近，并记录此时的偏转电压和偏转电流。
4. 同时改变电压和电流，记录不同条件下的偏转仪表示数与电压、电流之间的关系。
5. 启动磁铁，调节磁铁电流和位置，记录不同条件下的偏转仪表示数与磁铁电流之间的关系。
6. 根据实验数据，绘制电子束的偏转角度与电压、电流、磁场电流之间的关系曲线。
实验结果：根据实验数据绘制得到电子束的偏转角度与电压、电流、磁场电流之间的关系曲线。
由曲线可以得出电子在电场和磁场中的偏转规律。
实验讨论：1. 在实验中，我们需要注意调节电子束偏转装置和磁铁的参数，以使电子束的偏转仪表示数尽量稳定在零点附近，从而保证实验的准确性。
2. 实验中还可以改变电压和电流的大小，观察电子束的偏转角度随着电压和电流的变化情况，进一步研究电子在电场中的受力规律。
3. 在磁偏转实验中，应注意测量磁场电流和位置的准确性，以保证实验数据的可靠性。
4. 实验中还可以通过改变电子束的速度和磁场的方向，研究电子束在不同条件下的偏转规律。
实验结论：通过电偏转和磁偏转实验，我们验证了电子束在电场和磁场中的偏转规律。
实验结果表明，电子束的偏转角度与电压、电流以及磁场电流之间存在着一定的关系，进一步研究可以得到更详细的结论。
实验结果对于理解电子在电场和磁场中的运动轨迹具有重要意义。
实验十三电子束线的电偏转与磁偏转一、实验目的1.了解电子束线的产生、调节和偏转原理。
3.了解磁场对电子运动的影响。
二、实验原理电子束线是一束加速的电子流，是通过电子枪中的热阴极发射大量的电子，通过电子加速管的阳极电压加速，并通过管中一些特定的结构，如聚焦器，透镜，偏转板等来调节。
在热阴极上施加较高电压，热阴极表面极易发射电子，使电子从热阴极射出，在加速管中通过阳极电压加速。
加速度与阳极电压成正比，电流与电子流密度成正比。
2.电子束线的电偏转电偏转是指通过电场对电子束线中的电子进行偏转。
当电子束通过一个带电和平板时，电子束中的电子会受到力的作用，在水平方向受到电场力F=E×q，其中 E 为电场强度，q 为电子所带电荷量。
力的方向始终垂直于电子运动的方向，所以电子束线将被打向与电场垂直的方向。
三、实验器材与装置万用电表、电子学实验箱、电子束线管、CRO 示波器等。
四、实验步骤1.检查实验仪器和所需的全部元器件，按照电路接线图连接好实验电路，并保证电子枪稳定工作。
2.将电子束管放在实验台上，调节相应的管电压并调整其成一个垂直的红色线，以便后续实验调整方便。
3.接通电路电源，在电子束线管中加入直流电压，使电子流从阳极发射管流经偏转器以及磁偏转器，最后击中荧光屏上。
4.打开示波器，调整亮度，聚焦和辉度，直到荧光屏上显示出一个明亮的光点。
5.调整偏转电压和磁场的大小，使电子流在荧光屏上绘制出一个稳定的图形，记录下相应偏转电压和磁场强度。
6.通过更改偏转器的输出信号并记录不同输入电压下电子束的偏转量，记录实验数据并计算出电偏转的比率。
7.更改磁偏转器的输入电流并记录荧光屏上的偏转量，计算出该磁场的磁感应强度。
五、实验注意事项1.注意安全，使用仪器前应检查仪器是否运行正常。
2.要经常检查电子束线管的压力，确保其正常工作。
3.调节偏转电压和磁场强度时，一定要谨慎，防止电子束过大而烧毁设备。
4.记录每次实验的数据，做好实验报告。
实验电子束的电偏转篇一：实验十三电子束线的电偏转与磁偏转实验十三电子束线的电偏转与磁偏转实验目的1．研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。
2．了解电子束线管的结构和原理。
实验仪器SJ—SS—2型电子束实验仪。
实验原理在大多数电子束线管中，电子束都在互相垂直的两个方向上偏移，以使电子束能够到达电子接受器的任何位置，通常运用外加电场和磁场的方法实现，显像管等器件就是在这个基础上运用相同的原理制成的。
1．电偏转原理电偏转原理如图4－17－1所示。
通常在示波管（又称电子束线管）的偏转板上加上偏转电压V，当加速后的电子以速度v沿Z方向进入偏转板后，受到偏转电场E （Y轴方向）的作用，使电子的运动轨道发生偏移。
假定偏转电场在偏转板l范围内是均匀的，电子作抛物线运动，在偏转板外，电场为零，电子不受力，作匀速直线运动。
在偏转板之内Y?1at2?1eE(Z)2 （4－17－1）22mv式中v为电子初速度，Y为电子束在Y方向的偏转。
电子在加速电压VA的作用下，加速电压对电子所做的1功全部转为电子动能，则mv2?eVA。
2将E＝V／d和v2代入（4－17－1）式，得2Y?VZ4VAd电子离开偏转系统时，电子运动的轨道与Z轴所成的偏转角?的正切为tg??dY?Vl（4－17－2）dZx?l2VAd设偏转板的中心至荧光屏的距离为L，电子在荧光屏上的偏离为S，则Stg??L代入（4－17－2）式，得S?VlL （4－17－3）2VAd由上式可知，荧光屏上电子束的偏转距离S与偏转电压V成正比，与加速电压VA成反比，由于上式中的其它量是与示波管结构有关的常数故可写成S?keV（4－17－4）VAke为电偏常数。
可见，当加速电压VA一定时，偏转距离与偏转电压呈线性关系。
为了反映电偏转的灵敏程度，定义?电?S?ke(1)（4－17－5）VVA?电称为电偏转灵敏度，单位为毫米/伏。
?电越大，表示电偏转系统的灵敏度越高。
2．磁偏转原理磁偏转原理如图4－17－2所示。
湖南城市学院教师备课纸第次课题：电子束的电偏转、磁偏转研究目的要求：1．研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。
2．了解电子束线管的结构和原理。
教学重点:1、示波管2、电子的加速和电偏转3、电子的磁偏转原理教学难点:电子束线管、电子束的聚焦和偏转、电聚焦和电偏转、磁聚焦和磁偏转教学课时:3－4课时教学方法：实验教学教学内容和步骤：示波器中用来显示电信号波形的示波管和电视机里显示图像的显象管及雷达指示管、电子显微镜等电子器件的外形和功用虽各不相同，但有其共同点：都有产生电子束的系统和对电子加速的系统；为了使电子束在荧光屏上清晰地成象，还有聚焦、偏转和强度控制等系统。
因此统称它们为电子束线管。
电子束的聚焦和偏转可以通过电场和磁场对电子的作用来实现，前者称为电聚焦和电偏转，后者称为磁聚焦和磁偏转。
本实验研究电子束的电偏转和磁偏转。
通过实验，将使我们加深对电子在电场及磁场中运动规律的理解，有助于了解示波器和显象管的工作原理。
一、实验目的1．研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。
2．了解电子束线管的结构和原理。
二、实验原理1、示波管图（一）图（一）1、示波管包括有：（1）一个电子枪，它发射电子，把电子加速到一定速度，并聚焦成电子束；（2）一个由两对金属板组成的偏转系统；（3）一个在管子末端的荧光屏，用来显示电子束的轰击点。
所有部件全都密封在一个抽空的玻璃外壳里，目的是为了避免电子与气体分子碰撞而引起电子束散射。
接通电源后，灯丝发热，阴极发射电子。
栅极加上相对于阴极的负电压，它有两个作用：一方面调节栅极电压的大小控制阴极发射电子的强度，所以栅极也叫控制极；另一方面栅极电压和第一阳极电压构成一定的空间电位分布，使得由阴极发射的电子束在栅极附近形成一交叉点。
第一阳极和第二阳极的作用一方面构成聚焦电场，使得经过第一交点又发散了的电子在聚焦场作用下又会聚起来；另一方面使电子加速，电子以高速打在荧光屏上，屏上的荧光物质高速电子轰击下发出荧光，荧光屏上的发光亮度取决于到达荧光屏的电子数目和速度，改变栅压及加速电压的大小都可控制光点的亮度。
实验—电子束线的电偏转与磁偏转实验—电子束线的电偏转与磁偏转实验目的本次实验旨在掌握电子束线的电偏转与磁偏转的基本知识，了解电子束线的基本特性和实验过程中的注意事项。
实验器材电子束管、电源、偏转板、磁场装置、示波器、直尺、刻度尺、通用电表等。
实验原理电子束线是一种通过高速电子流进行成像和精确定位的技术，电子束线通过粒子的电荷与电磁场之间的相互作用实现运动和成像。
在电子束线中，电偏转与磁偏转是重要的物理现象，它们分别可以用电场和磁场控制电子束的方向和位置。
电偏转是利用电场对电子束进行转向的原理。
将带有电荷的物体置于电场中，电场力作用于物体的电荷，使其受到力的作用，并向电场较强的地方运动。
在电子束线中，同样可以通过电场的作用控制电子流的方向和位置。
电子束管内的电子在经过偏转板后，会发生偏转，根据电压和偏转板的位置可以控制电子束的偏转程度和方向。
磁偏转则是利用磁场对电子束进行转向的原理。
当电子被置于具有磁性的物质中时，它们会受到磁力的作用，这是一种自然现象。
在电子束线中，利用此特性可以实现磁偏转，控制电子束的方向和位置。
在电子束管内加入垂直于电子束方向的磁场，可以使电子受到力的作用，并偏转到一个方向。
因此，电偏转和磁偏转是电子束线中非常重要的现象，能够促进成像技术的进步和增强成像的精度。
在实验过程中，掌握电偏转和磁偏转的基本知识是非常有必要的，这样才能充分理解实验的目的和过程，以及使用正确的实验器材和控制方法。
实验步骤1. 准备实验器材。
将电子束管插在底座上，并连接电源和示波器等设备。
将偏转板和磁场装置放在电子束管的前面，将它们与电源链接。
2. 使用电偏转。
对电源进行调节，使得偏转板上的电压逐渐增大，然后缓慢调整偏转板的位置，观察电子束的偏移程度和方向是否与预期相同。
如果发现电子束的偏转方向相反，则应将偏转板朝相反方向移动，直到电子束偏向我们所需的方向。
3. 使用磁偏转。
对电源进行调节，增大磁场的强度，观察电子束是否发生偏转。
电子束的电偏转和磁偏转实验报告【一】实验目的及实验仪器实验目的1.了解示波管的基本构造和原理。
2.研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。
实验仪器DZS-D型电子束试验仪仪器介绍1.螺线管内的线圈匝数n=526匝2.螺线管的长度『0.234米3.螺旋管的直径d=0.090米4.螺距（y偏转板至荧光屏距离）h=0.145米5.加速电压V k调节旋钮：改变电子束加速电压的大小，600〜800V。
6.聚焦电压V1调节旋钮：用以调节聚焦板上的电压，以调节电板附近区域的电场分布，从而调节电子束的聚焦和散焦。
7.栅极电压V C辉度调节旋钮：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。
8.Vdx偏转电压调节旋钮：-30〜30V，Vdy偏转电压调节旋钮：-30〜30V。
9.调零x调节旋钮：用来调节光点水平位置，调零y，调节旋钮用来调节光点上下位置。
10.Vdx、Vdy低压转换开关：当打到Vdx挡，低压测量表头即可显示偏转电压Vdy，当打到Vdy的低压测量表头即可显示偏转电压Vdy。
同理，高压转换开关对应高压测量表头。
11.磁偏转线圈：用来做磁偏转实验。
12.电流测量表头：显示磁偏转线圈内励磁电流大小。
13.电流调节旋钮：用来改变磁偏转线圈内励磁电流大小。
14.示波管电源开关：用来接通总电源使仪器工作【二】实验原理及过程简述1.示波管的基本构造它由电子枪、偏转板和荧光屏三部分组成。
自阴极发射的电子束，经过第一栅极(61)、第二栅极(G2)、第一阳极(A1)、第二阳极(A2)的加速和聚焦后，形成一个细电子束。
垂直偏转板(常称作Y轴)及水平偏转板(常称作X轴)所形成的二维电场，使电子束发生位移。
位移大小与X、Y偏转板上所加的电压有关：y=s y V y=V y/D y( 1) x=S x V x=V x/D x(2)式⑴中S y和D y为y轴偏转板的偏转灵敏度和偏转因数，式(2)中S y和D y为x轴偏转板的偏转灵敏度和偏转因数。
电偏转与磁偏转实验报告电偏转与磁偏转实验报告引言：电偏转与磁偏转实验是物理学实验中常见的一种实验，通过观察电子束在电场和磁场中的偏转现象，可以验证电子的带电性质以及电场和磁场的基本性质。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，加深对电磁学基本原理的理解。
实验一：电偏转实验1. 实验目的通过观察电子束在电场中的偏转现象，验证电子的带电性质以及电场对带电粒子的作用。
2. 实验装置实验装置包括电子枪、电场装置和测量仪器。
3. 实验步骤首先，将电子枪放置在真空室中，通过加热阴极产生电子。
然后，将电子束引入电场装置，调节电场强度。
观察电子束在电场中的偏转现象，并记录相应的数据。
4. 实验结果与分析根据实验数据，可以得到电子束在电场中偏转的角度与电场强度之间的关系。
通过分析这一关系，可以验证电子带电性质以及电场对带电粒子的作用。
实验二：磁偏转实验1. 实验目的通过观察电子束在磁场中的偏转现象，验证电子的带电性质以及磁场对带电粒子的作用。
2. 实验装置实验装置包括电子枪、磁场装置和测量仪器。
3. 实验步骤首先，将电子枪放置在真空室中，通过加热阴极产生电子。
然后，将电子束引入磁场装置，调节磁场强度。
观察电子束在磁场中的偏转现象，并记录相应的数据。
4. 实验结果与分析根据实验数据，可以得到电子束在磁场中偏转的角度与磁场强度之间的关系。
通过分析这一关系，可以验证电子带电性质以及磁场对带电粒子的作用。
实验三：电偏转与磁偏转的对比分析1. 实验目的通过对比电偏转实验和磁偏转实验的结果，分析电场和磁场对带电粒子的作用的异同。
2. 实验装置实验装置包括电子枪、电场装置、磁场装置和测量仪器。
3. 实验步骤首先，按照实验一和实验二的步骤进行电偏转实验和磁偏转实验。
然后，通过对比两个实验的结果，分析电场和磁场对带电粒子的作用的异同。
4. 实验结果与分析通过对比分析，可以得出电场和磁场对带电粒子的作用的异同。
电场和磁场对带电粒子的作用都是偏转其运动轨迹，但电场的作用是使带电粒子偏转的方向与电场方向相反，而磁场的作用则是使带电粒子偏转的方向与磁场方向垂直。
电子束的电偏转和磁偏转实验报告范文一、实验目的1.掌握强磁场和弱电场对电子束的偏转原理。
2.通过实验测量电子的比电荷e/m的值。
3.了解示波器测量带电粒子停留时间的原理。
二、实验原理1.电偏转电偏转是通过用电场对电子进行作用，使电子束发生偏转的现象。
由于荷质比已知，若电场的电场强度和电子速度都已知，则可精确计算出电子的荷量。
公式：e/m = 8U (d/D)^2f^2其中，U为加速电压，d为两平行板之间的距离，D为电子的偏转半径，f为振荡器的频率。
2.磁偏转磁场对带电粒子的偏转作用是由洛伦兹力产生的。
当带电粒子穿过磁场时，会受到力的作用，使其偏转。
由于传统的荷质比实验制造、安装和维护投入大、使用周期长，难以进行大规模的实验教学活动。
现在，磁偏转实验也可以通过计算机模拟实现。
其中，V为电压，D为电子束偏转半径，B为磁场强度。
三、实验内容(1)接通实验仪器并预热真空管，调节加速电压至所需电压。
(2)设置电压测量仪，并调节电压使其读数稳定。
(3)调节振荡器的频率，使得实验观察单元产生频率和偏转频率相同的电压信号。
(4)调节磁场强度使得电子束偏转1/2或1/4个周期。
(5)记录相应的U、d、D和f值，并计算e/m的值。
(1)通过计算机软件调整电子束的初始速度，保持磁场强度不变，记录带电粒子在磁场中偏转圆周的半径r和磁场强度B。
(2)测量电子束在磁场中偏转半径时需要保持向心力与洛伦兹力平衡。
(3)通过可见光照相的方法测量电子束在数个不同恒定电压下的偏转半径，并计算出e/m的值。
四、实验结果与分析本次实验得到的数据如下所示：加速电压U（V）距离d（mm）包络线半径D（mm）振荡频率f（Hz）e/m200 20.0 8.5 2080.6 1.77×10^11 格·c/kg250 20.0 5.5 1693.3 1.74×10^11 格·c/kg300 20.0 4.2 1455.5 1.74×10^11 格·c/kg350 20.0 3.2 1245.5 1.72×10^11 格·c/kg400 20.0 2.7 1107.4 1.75×10^11 格·c/kg实验测量得到电子运动半径随电子速度的变化情况如下所示:五、实验结论1.通过此实验，我们成功地获得了电子的荷质比e/m的值，分别是1.77×10^11格·c/kg、1.74×10^11格·c/kg、1.72×10^11格·c/kg、1.75×10^11格·c/kg，以及1.68×10^11格·c/kg、1.89×10^11格·c/kg、1.73×10^11格·c/kg，结果较为准确。
电子束的电偏转和磁偏转研究示波器中用来显示电信号波形的示波管和电视机、摄像机里显示图像的显像管、摄像管都属于电子束线管，虽然它们的型号和结构不完全相同，但都有产生电子束的系统和电子加速系统，为了使电子束在荧光屏上清晰的成像，还要设聚焦、偏转和强度控制系统。
对电子束的聚焦和偏转，可以利用电极形成的静电场实现，也可以用电流形成的恒磁场实现。
前者称为电聚焦或电偏转。
随着科技的发展，利用静电场或恒磁场使电子束偏转、聚焦的原理和方法还被广泛地用于扫描电子显微镜、回旋加速器、质谱仪等许多仪器设备的研制之中。
本实验在了解电子束线管的结构基础上，讨论电子束的偏转特性及其测量方法。
【实验目的】1.了解示波管的构造和工作原理，研究静电场对电子的加速作用。
2.定量分析电子束在横向匀强电场作用下的偏转情况。
3.研究电子束在横向磁场作用下的运动和偏转情况。
【实验原理】1.小型电子示波管的构造电子示波管的构造如图1所示。
包括下面几个部分：(1)电子枪，它的作用是发射电子，把它加速到一定速度并聚成一细束；(2)偏转系统，由两对平板电极构成。
一对上下放置的Y 轴偏转板(或称垂直偏转板)，一对左右放置的X 轴偏转板(或称水平偏转板)； (3)荧光屏，用以显示电子束打在示波管端面的位置。
以上这几部分都密封在一只玻璃壳之中。
玻璃壳内抽成高真空，以免电子穿越整个荧光屏图1 示波管结构图F -灯丝 K -阴极 G 1，G 2- 控制栅极 A 1-第一阳极A 2-第二阳极 Y -竖直偏转板 X -水平偏转板管长时与气体分子发生碰撞，故管内的残余气压不超过610-大气压。
电子枪的内部构造如图2所示。
电子源是阴极，图中用字母K 表示。
它是一只金属圆柱筒，里面装有加热用的灯丝，两者之间用陶瓷套管绝缘。
当灯丝通电时可把阴极加热到很高温度。
在圆柱筒端部涂有钡和锶氧化物，此材料中的电子在加热时较容易逸出表面，并能在阴极周围空间自由运动，这种过程叫热电子发射。
电子束的电偏转和磁偏转研究示波器中用来显示电信号波形的示波管和电视机、摄像机里显示图像的显像管、摄像管都属于电子束线管，虽然它们的型号和结构不完全相同，但都有产生电子束的系统和电子加速系统，为了使电子束在荧光屏上清晰的成像，还要设聚焦、偏转和强度控制系统。
对电子束的聚焦和偏转，可以利用电极形成的静电场实现，也可以用电流形成的恒磁场实现。
前者称为电聚焦或电偏转。
随着科技的发展，利用静电场或恒磁场使电子束偏转、聚焦的原理和方法还被广泛地用于扫描电子显微镜、回旋加速器、质谱仪等许多仪器设备的研制之中。
本实验在了解电子束线管的结构基础上，讨论电子束的偏转特性及其测量方法。
【实验目的】1.了解示波管的构造和工作原理，研究静电场对电子的加速作用。
2.定量分析电子束在横向匀强电场作用下的偏转情况。
3.研究电子束在横向磁场作用下的运动和偏转情况。
【实验原理】1.小型电子示波管的构造电子示波管的构造如图1所示。
包括下面几个部分：(1)电子枪，它的作用是发射电子，把它加速到一定速度并聚成一细束；(2)偏转系统，由两对平板电极构成。
一对上下放置的Y 轴偏转板(或称垂直偏转板)，一对左右放置的X 轴偏转板(或称水平偏转板)； (3)荧光屏，用以显示电子束打在示波管端面的位置。
以上这几部分都密封在一只玻璃壳之中。
玻璃壳内抽成高真空，以免电子穿越整个荧光屏图1 示波管结构图F -灯丝 K -阴极 G 1，G 2- 控制栅极 A 1-第一阳极A 2-第二阳极 Y -竖直偏转板 X -水平偏转板管长时与气体分子发生碰撞，故管内的残余气压不超过610-大气压。
电子枪的内部构造如图2所示。
电子源是阴极，图中用字母K 表示。
它是一只金属圆柱筒，里面装有加热用的灯丝，两者之间用陶瓷套管绝缘。
当灯丝通电时可把阴极加热到很高温度。
在圆柱筒端部涂有钡和锶氧化物，此材料中的电子在加热时较容易逸出表面，并能在阴极周围空间自由运动，这种过程叫热电子发射。
与阴极共轴布置着的还有四个圆筒状电极，电极1G 离阴极最近，称为控制栅，正常工作时加有相对于阴极K 大约-5～-20伏的负电压，它产生的电场是要把阴极发射出来的电子推回到阴极去。
改变控制栅极的电势可以改变穿过1G 上小孔出去的电子数目，从而可以控制电子束的强度。
电极2G 与2A 联在一起，两者相对于K 有约几百伏到几千伏的正电压。
它产生了一个很强的电场使电子沿电子枪轴线方向加速。
因此电极2A 对K 的电压又称加速电压。
用2V 表示。
而电极1A 对K 的电压1V 则与2V 不同。
由于K 与1A 、1A 与2A 之间电势不相等，因此使电子束在电极筒内的纵向速度和横向速度发生改变，适当地调整1V 和2V 的电压比例，可使电子束聚焦成很细的一束电子流，使打在荧光屏上形成很小的一个光斑。
聚焦程度的好坏主要取决于1V 和2V 的大小与比例。
电子束从图1中两对偏转电极间穿过。
每一对电极加上的电压产生的横向电场分别可使电子束在X 方向或Y 方向发生偏转。
2.电子束的加速和电偏转原理在示波管中，电子从被加热的阴极逸出后，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。
为以下研究问题方便起见，先引入一个直角坐标，令Z 轴沿示波管的管轴方向从灯丝位置指向荧光屏，从荧光屏看，X 轴为水平方向向右，Y 轴为垂直方向向上。
假定电子从阴极逸出时初速度忽略不计，则由功能原理可知，电子经过电势差为V 的空间，电场力做的功eV 应等于电子获得的动能：212Z eV mv =(1) 显然，电子轴向速度z v 与阳极加速电压V 的平方根成正比。
由于示波管有两个阳极1A 和2A ，所以实际上示波管中电子束最后的轴向速度由第2阳极2A 的电压2V 决定，即：图2 电子枪内部构造图3 电子束的电偏转图4 电子束的磁偏转 图5 偏转磁场的设置∩∪∃∴∴=======212 mv eV 或 ∏→Β2=2V m ev Z (2)如果在电子运动的垂直方向加一个横向电场，电子将在该电场作用下发生横向偏转。
如图3所示：若偏转板长l ，偏转板末端至屏距离为L ，偏转电极间距离为d ，轴向加速电压为2V ，横向偏转电压d V ，则根据电学和力学的有关推导，可以推导出荧光屏上亮斑的横向偏转量D 与其它量的关系为：(3)(式中'2lL L =+) 在实际的示波管中，偏转电极并非一对平行板，而是呈喇叭口形状，这是为了扩大偏转板的边缘效应，增大偏转板的有效长度。
式3表明，当2V 不变时电子束的偏转量D 随偏转电压d V 成正比，d V D ~的这一关系可以通过实验验证。
这里需要研究的是：电偏转的灵敏度与第二阳极的加速电压间存在何种关系？从前面的式2我们可知电子束沿Z 方向的速度2V v Z ∝，而电子Z 方向运动的速度越大则表示它通过偏转极板所需时间越短，因而横向偏转电场对其作用时间也越短，导致偏转灵敏度越低。
事实上，式3中电子束的偏转量21V D ∝的关系已说明了此关系。
本实验中若改变加速电压2V （为便于对比，在可能的范围内尽可能把2V 分别调至最大或最小），适当调节1V 到最佳聚焦，可以测定d V D ~直线随2V 改变而使斜率改变的情况。
3．电子束的磁偏转原理电子束运动遇外加横向磁场时，在洛仑兹力作用下要发生偏转。
如图4所示，设实线方框内有均强磁场，磁感强度B 的方向与纸面垂直指向读者，方框外磁场为零。
若电子以速度z V 垂直进入磁场B 中,受洛仑兹力m F 作用，在磁场区域内作匀速圆周运动，半径为R 。
电子沿弧ＡＣ穿出磁场区后，沿Ｃ点的切线方向作匀速直线运动，最后打在荧光屏的P 点。
设电子进入磁场之前，使其加速的电压为2V ，加速电场对电子所作之功等于电子动能的增量，有2221=Z mv eV （4） 式中e 为电子的电量；m 为电子的质量。
该式忽略电子离开阴极K 时的初动能。
电子以速度Z v 垂直进入磁场B 后，其所受的洛仑兹力m F 的大小为B ev F Z m = (5)据牛顿运动定律，有Rv m B ev ZZ 2= (6)所以eBm v R Z=(7) 设偏转角ϕ较小，近似地有ϕtg ＝LDR l ≈ (8) 式中l 为磁场宽度；D 为电子在荧光屏上亮斑的偏转量(忽略荧光屏的微小弯曲)；L为从横向磁场中心至荧光屏的距离。
据式(7)和式(8)可得mDelBLv Z =(9) 将(9)式代入式(4)，整理后可得22mV elBLD = (10)实验中的横向磁场由一对载流线圈产生，接线图如图5所示。
其磁感强度B 的大小为0B K nI μ= (11)式中0μ为真空中的磁导率；n 为单位长度线圈的匝数；I 为线圈中的电流。
K 为线圈产生磁场公式的修正系数，0＜K ≤1。
将式(11)代入式(10)可得202mV eLl nI K D μ= (12)对于给定的示波管和线圈，K 、n 、l 和L 均为常量。
上式表明，当加速电压2V 一定时，电子束在横向磁场中的偏转量D 与线圈中的电流I 成正比。
当磁场nI K B 0μ=一定时，电子束在横向磁场中偏转量D 与加速电压2V 的平方根成反比。
产生磁场的单位电流所引起的电子束的磁偏转量称为磁偏转灵敏度，以m S 表示==IDS m 202mV e L l n K μ (13)显然，m S 越大表示磁偏转系统的灵敏度越高。
在国际单位制中，磁偏转灵敏度的单位为米／安培，记为1m A -⋅。
总之，磁偏转与电偏转分别是利用磁场和电场对运动电荷施加作用，控制其运动方向。
这两种偏转有如下差别：1、受力特征在磁偏转中，质量为m ，电荷量为q 的粒子以速度垂直射入磁感应强度为的匀强磁场中，所受磁场力(即洛伦兹力)。
使粒子的速度方向发生变化，而速度方向的变化反过来又使的方向变化，是变力。
在电偏转中，质量为m ，电荷量为q 的粒子以速度垂直射人电场强度为的匀强电场中，所受电场力。
与粒子的速度无关，是恒力。
2、运动规律在磁偏转中，变化的使粒子做匀速曲线运动——匀速圆周运动，其运动规律分别从时(周期)、空(半径)两个方面给出。
在电偏转中，恒定的使粒子做匀变速曲线运动——类平抛运动，其运动规律分别从垂直于电场方向和平行于电场方向给出3、偏转情况磁偏转中，粒子的运动方向所能偏转的角度不受限制，且在相等时间内偏转的角度总是相等。
电偏转中，粒子的运动方向所能偏转的角度，且在相等的时间内偏转的角度是不相等的。
4、动能变化在磁偏转中，由于始终与粒子的运动方向垂直，所以，粒子动能的大小保持不变。
在电偏转中，由于与粒子运动方向之间的夹角越来越小，粒子的动能将不断增大，且增大得越来越快。
【实验仪器】LB-EB4型电子束实验仪，该仪器是一台多功能的实验仪器，可以做电子束和示波器的原理等多项实验，仪器的面板布置如下图所示：在仪器面板右边中部有一个仪器的“功能转换”按钮，调至“电子束”位置可做本实验。
在仪器面板的左边是电子枪控制电路，调节有关的旋钮可改变电子束的聚焦和辉度情况；在仪器面板的右下方，有Y 信号放大-衰减系统、X 信号放大-衰减系统和锯齿波发生器系统。
【实验内容】1. 电子束的电偏转部分：1) 用仪器的专用接线，在仪器面板左上角处上分别连接“6.3V ”与“灯丝”、“栅极”与“G V ”、“阴极”与“K V ”、“聚焦（1V ）”与“1V ”、“辅助聚焦（2V ）”与“2V ”相互间的对应插孔。
2) 调节“K V ”和“1V ”旋钮，使荧光屏上出现一聚焦亮点。
调节栅压“G V ”旋钮，使亮点的亮度适中。
注意，亮点不能过亮，以免烧坏荧光屏荧光物质。
3) 把“数显高压表”的“-”表笔放在阴极（K V ）插孔，“+”表笔放在“2V ”插孔，测量第二阳极相对于阴极的电压2V 。
调整K V 电位器旋钮，尽可能使2V 电压提高，同时适当改变1V 旋钮，保持光点聚焦，测出加速电压2V 。
将2V 的测量值填入实验记录各表中。
4) 把仪器的“功能转换”按钮按出，使仪器工作在“电子束”实验的状态。
5) 把仪器“偏转系统”的一对“X 偏转板”和一对“Y 偏转板”分别与“X V ”、“X V '”和“Y V ”、“Y V '”用专用导线相连。
6) 用数显高压表测量“Y 偏转板”两极间的电压，慢慢调节“Y V 调节”的旋钮，观察“Y 偏转板”两极间的电压和屏幕上光点在Y 方向移动的情况。
光点在Y 方向每改变1小格（即5mm ）记录一下偏转电压d V 的数值，测出一组D ～d V 数据，并将数据填入表中。
表1 Y 方向电子束的电偏转电压7) 再把光点移到荧屏中间，用数显高压表测量“X 偏转板”两极间的电压，慢慢调节“X V 调节”的旋钮，观察“X 偏转板”两极间的电压和屏幕上光点在X 方向移动的情况。
