电子束的偏转与聚焦现象(1)

实验3.6 电子束的磁偏转及磁聚焦【实验目的】1•学习示波管中电子束的磁偏转及磁聚焦原理，观察电子束在磁场中偏转和聚焦现象, 进一步认识电子束在磁场中运动的规律。

2•测定示波管磁偏转系统的灵敏度。

3•利用纵向磁场聚焦测定电子的荷质比（即电子的电荷与其质量的比值）【实验仪器】EB-III型电子束实验仪。

【实验原理】电子从电子枪以速度v z射出（推导见实验"电子束的电偏转和电聚焦”）,进入匀强磁场，将受洛仑兹力的作用。

1 .磁偏转加横向磁场（即B丄电子枪的轴线）使电子束发生侧向偏转。

如图3-17所示，设一磁感应强度为B的均匀磁场，方向垂直纸面，由里指向外。

电子以速度V z垂直磁场射入，受洛仑兹力的作用总是在垂直电子运动的方向上，不做功，因而电子的动能不变，在磁场区域作轨道半径为R的匀速圆周运动。

由牛顿第二运动定律，可得:(3-29) 于是，则得:mV.R -eB设偏转角0不很大，近似得:由以上两式，得磁偏转位移为^ebL1B (3-30) (3-31)v-是经过电场加速得到的，因此由eV2认2可得mv zv-是经过电场加速得到的，因此由eV2认2可得2eV 2 .m将式（3-32）代入式（3-31 ）中，消去V z ,可得:上式表明，光点的磁偏转位移 反比。

对于有限长螺线管内部磁感应强度B 的大小由下式给出，即B=Kn °l（ 3-34）式中，K 是一个与线圈的样式等因素有关的常数， n o 为线圈的单位长度上的线匝数， I为励磁电流。

将式（3-34）代入式（3-33）中，可得：e—b^Kn ） 2mV 2像定义电偏转灵敏度一样，定义线圈内以单位励磁电流时所引起电子束在光屏上的偏位 移量为磁偏转灵敏度，即Sm 叮巳 2：V 2bLlKn02 •磁聚焦及电子荷质比的测定纵向磁场（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u ，没有垂直B 的速度分量）。

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。

南昌大学物理实验报告学生姓名: 刘阳学号: 6110116158 专业班级: 电子165实验时间:第九周星期: 一座位号: 40电子束的偏转与聚焦现象一、实验目的1、了解示波管的构造和工作原理，分析电子束在匀强电场和匀强磁场作用下的偏转情况；2、学会使用数字万能表和聚焦法测量电子荷质比的方法。

二、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，A 1：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。

K G A Y1SY2G U1KU2图12、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的电压一般要比阴图2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。

图2物理实验报告一、实验名称：电子束的偏转与聚焦现象班级： 黄昆班13 实验日期：2015年5月12日 姓名： 杨巧林 学 号： 41340072二、实验目的1、研究带电粒子在电场和磁场中偏转和聚焦的规律；2、了解电子束线管的结构和工作原理。

三、实验原理1】电子束的产生和控制如图，电子示波管的结构示意图：2、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。

电子经过电势差为U 的空间后，电场力做的功eU 应等于电子获得的动能 2m 21v eU =→ 22v U mez =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A 2电压）为U 2，横向偏转电压为U d ，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+= 在单位偏转电压的作用下，电子束在荧光屏上偏离轴向的距离DE/Ud 称为电偏转灵敏度。

图3B3、磁偏转原理电子通过A 2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=mv 2/R ，所以R=mv/eB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，偏转量：z2)2l (klI mU eL D += 在单位偏转线圈激励电流的作用下，电子束在荧光屏上偏离轴向的距离Dm/I 称为磁偏转灵敏度。

4、电聚焦原理电子聚焦的基本思路在于利用非均匀的电场使电子束加速电场使电子束形成交叉点。

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。

南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验. 实验名称：电子束的偏转与聚焦 .学院：信息工程学院专业班级：____________学生姓名：.____ _____学号：.__ _______实验地点：基础实验大楼座位号：. 实验时间：第七，八周周五下午15：:4 .一、实验目的：1、了解示波管的基本结构和工作原理；2、研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律；3、学会规范使用数字万用表；4、通过磁聚焦原理测量电子的荷质比二、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、电偏转电子在均匀电场内以从平行于板的方向进入电场，在电场力的作用下，在方向（垂直方向）产生偏离位移。

电子离开电场后不受电场力作用，将作匀速直线运动，等效直接从A 点（板中点位置）直接射出（如图b 所示），故θtg L l D ⎪⎭⎫ ⎝⎛+='200''22v v Lmd eU L l v v L l xy ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=20'2mdv eUl L l ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=令L L l=+'2有 2mdv eUlL D =如果加速电压为U 2则2212eU mv =故22ULlU d D =示波管的Y 方向电偏转灵敏度：2222dU lL U d U lLU U D S y y ===在X 方向同理得x 22x x D lL S U d U ==3、磁偏转就是磁聚焦。

电子作螺旋运动的螺距：2ZZmvh v TBeπ==5、电子荷质比的测量从前面的讨论可知，电子的轴向速度由加速电压决定(电子离开阴极时的初速度相对来说很小，可以忽略)，故有2212Zmv eU=即有22ZeUvm=可见电子在匀强磁场中运动时，具有相同的轴向速度，但由于电子发射方向各异，导致径向速度不同。

电子束的偏转与聚焦一．实验目的：1．研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。

2．研究带电粒子在电场和磁场中聚焦的规律。

3．了解电子束线管的结构和原理。

4．掌握测量电子荷质比的一种方法。

二．实验仪器：电子束综合实验仪三．实验内容及步骤：将示波器插头及电源线插头，插在仪器后面的插座内，将上面板上的接线柱2—2/、3—3/、5—5/、9—9/用导线连好。

1．电聚焦：（1）。

将仪器前面板右方的旋纽，置于如下位置，“磁聚电聚”放在“关”，“电磁偏调节”旋到最小。

（2）。

打开电源开关，在示波管荧光屏上可看到光点，调上面板的‘辉度’，‘聚焦’，‘辅聚’旋纽，使光点达到最佳状态。

如果用电压表（电阻要高）测量V1,V2(第一、第二阳极电位)可证明V1/V2=常数。

这是电子束正向聚焦特性。

如作反向聚焦，可将上面板上的导线接点5/与9相连。

9/与6相连，即V2接高电位，V1接低电位。

当光点调到最佳时，也可验证V2/V1=常数。

2．电偏转：（1）。

前面板旋纽位置与上面板接线同正向聚焦。

（2）。

从前面板上的“电磁偏转”两接线柱引出交流信号到Y偏转板（7、8）或×偏转板（10、11），逐渐增大‘电磁偏调节’信号电压，在荧光屏上可得到Y轴方向或×轴方向的一根亮线，研究和验证示波管中电场偏转规律，并测量偏转灵敏度。

3．磁偏转将示液管放在带亥姆霍兹线圈的支架上，将线圈串联，并将线圈接在仪器右方的“电磁偏转”电源上。

（这时不要在偏转板7、8、10、11接线柱上引出任何连线）调节“电磁偏调节”电位器，在荧光屏上同样可看到一条Y方向上一根亮线。

本实验利用亥姆霍兹线圈通电后产生的均匀磁场区，实现电子束的磁偏转，控制励磁电流的变化，研究和验证电子束在磁场作用下的偏转规律，并测量偏转灵敏度。

4．磁聚焦将前面板上‘磁聚电聚’‘开关’放在‘开’（即5、9等电位），将示波管放在螺线管中，螺线管接在一个0-30V 连续可调5A 的直流稳压电源上（用户自备）接通电源后，在荧光屏上看到一个较大的光斑，这是再调节‘聚焦’与‘辅焦’已不起作用了，逐渐加大螺线管励磁电流，在30V 以内可实现三次聚焦，根据励磁电流的平均值，第一阳极电位及螺线管匝密、内经、外经螺线管的长度等按公式2228BL V m e απ=（V α为加速极电压即可算出荷质比，本仪器荷质比的数值，误差在5℅以下。

电子束的偏转与聚焦实验报告Prepared on 22 November 2020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。

电子来偏转与聚焦一、实验目的1、了解示波管的基本结构和工作原理2、研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律3、学会规范使用数字万用表4、通过磁聚焦原理测电子的核质比CB -1川型或DZS-D电子末实验仅直流税压中源数文用表三、实验原理1.电偏转与聚焦（示波管可基本结构及厚理）2电子束的磁偏转3.电子束的磁聚集四、实验步骤1、电偏转实验（1）开启电源开关，将“电子束一荷质比”功能选择开关K1和K2，打到“电子束”位置，适当调节亮度旋钮，使辉度适中，调节聚焦，使屏上光点聚成一细点。

（2）光点调零，用导线将偏转板插孔与电偏转电压表的输入插孔相连接(电源负极内部已连接)，调节X“偏转电压”旋钮，使电压表的指示为“零”，再调节调零的旋钮，把光点移动到示波管垂直中线上。

同调零X一样，通过将调零旋钮，可以使光点位于示波管的中心原点处。

（3）测量光点移动距离D随偏转电压Ud大小的变化(X轴):调节阳极电压旋钮，固定阳极电压在U2=700V.改变电偏转电压值Ud和对应的光点的位移量D值，每隔3伏测一组Ud、D 值，把数据记录到表中.然后调节到U2=900V，重复以上实验步骤。

2、磁偏转实验（1）开启电源开关，将K1和K2“电子束-荷质比”选择开关打向“电子束”位置，辉度适当调节，并调.节聚焦，使屏上光点聚焦成一细点，应注意:光点不能太亮，以免烧坏荧光屏。

（2）光点调零，在磁偏转输出电流为零时，通过调节X“偏转电压”和丫“偏转电压”旋钮，使光点位于轴的中心(坐标原点)。

（3）测量偏转量D随磁偏电流|的变化，给定U2=700V,接好线，按下电流选择按钮开关，调节磁偏电流调节旋钮(改变磁偏电流的大小)，每增加10mA磁偏.电流测量--组D值，改变U2=900V,再测一-组数据把数据记录到表中。

3、电子荷质比测量（1）把励磁电流接到励磁电流的接线柱上，把励磁电流调节旋钮逆时针旋到底。

（2）开启电子束测试仪电源开关，“电子束一荷质比”转换开关K1置于“荷质比”位置,K2为“电子束”此时荧光屏上出现一条直线，把阳极电压调到700V。

电子束的偏转与聚焦实验报告.doc
本次实验中，我们采用电子束来实现偏转和聚焦的操作。

主要设备有电子束源、偏转器、探测器、激光系统等。

实验中，先用电子束源制备皮秒的电子束，然后通过圆柱面形状的磁铁使其发生径向偏转，观察偏转后的横截面，最终实现所需要的偏转效果。

接着，我们使用偏转量夹芯式偏转阀在漩管形式的磁场结构中再次偏转电子束，实现电子束的定向，观察电子束的截面情况并记录结果。

最后，我们采用激光系统和探测器对电子束进行了噪声耦合细分，并看到电子束粒子在磁场中运动的痕迹，最终我们实现了对电子束的聚焦操作。

实验结果表明，当加磁场时，电子束能够得到一定程度的偏转，使电子流量可以得到有效的管控。

另外，当改变磁场强度时，也能够改变电子流量，实现聚焦效果。

最终，本次实验成功实现了对电子束的偏转与聚焦操作，验证了加磁场时电子束的偏转模型，以及聚焦时电子束的运动轨迹模型。

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。

电子束的偏转实验报告篇一：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?212mvz 22eua（） me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（） d??根据牛顿定律 fy?m?y??因此 ?yeudeu（） 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（） 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，如图里的f点．整理以上各式可得到电子偏离z轴的距离n?keu（） uall?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（） 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 （）式中k是与线圈半径等有关的常量，i为通过线圈的电流值．将（）、（）式代人（）式，再根据图的几何关系加以整理和化简，可得到电于偏离z轴的距离n?kmi（） allk?l?e1? ??2?2l?m式中km?也是一个与偏转系统几何尺寸有关的常量．所以磁场偏转的特点是：电子束的偏转距离与加速电压的平方根成反比，与偏转电流成正比．1 2 3 22电子管内部线路图实验内容1、研究和验证示波管中电场偏转的规律。

电子束的电偏转和电聚焦实验报告实验名称：电子束的电偏转和电聚焦实验目的：通过实验研究电子束的电偏转和电聚焦现象，掌握电子束的基本性质和原理。

实验器材：电子束实验仪、万用表、直流电源、T型管、荧光屏、螺旋线管、磁场探针等。

实验原理：电子束在电场和磁场中的运动可以用洛伦兹公式和牛顿第二定律来描述。

电子在电场中受到电力作用，会发生偏转；电子在磁场中受到洛伦兹力作用，会发生圆周运动。

实验步骤：1、将电子束实验仪接通电源，调整电压和电流使得电子束稳定。

2、安装T型管，接入电源和万用表，调整电压和电流，观察电子束在电场中的偏转情况。

3、安装螺旋线管和磁场探针，调整电流和磁场强度，观察电子束在磁场中的圆周运动情况。

4、将荧光屏放置在电子束路径上，观察电子束聚焦后的情况。

实验结果和分析：1、在电场中，电子束会受到电力作用，产生偏转现象。

当电压越大，电子束偏转角度越大；当电场方向改变时，电子束的方向也会发生改变。

2、在磁场中，电子束会受到洛伦兹力作用，产生圆周运动。

当磁场强度越大，电子束半径越小；当电子束速度越大，圆周运动的半径也越大。

3、通过调节电子束实验仪中的聚焦电场，可以使电子束在荧光屏上清晰地聚焦成一个点，实现电聚焦现象。

实验结论：1、电子束在电场中偏转角度与电场电压大小成正比，与电子束入射角度和电场方向有关。

2、电子束在磁场中运动半径与磁场强度成正比，与电子束速度成反比。

3、电子束聚焦的理论依据是通过调节聚焦电场，使电子束的散焦程度减小，从而将其聚焦成一个点。

参考文献：1、《电子技术基础实验教程》2、《原子物理、分子物理与光学实验讲义》。

电子束的电聚焦和电偏转电子在电场和磁场中的运动规律的研究，在示波管、显像管、电子显微镜、加速器和质谱仪等许多现代仪器设备中得到广泛的应用。

电子荷质比是1897年英国剑桥大学卡迪文什物理实验室教授J.J.汤姆逊（Joseph John Thomson，1856～1940）首先用磁偏转法测量出来的，并由此发现电子的存在，J.J.汤姆逊因此获得1906年诺贝尔物理学奖。

后来，他的儿子G.P.汤姆逊因发现电子的波动性在1937年也获得了诺贝尔物理学奖。

父子俩均因对电子的研究而获得诺贝尔物理学奖，这在物理学史上成为美谈。

这是一个基础性电学实验，难度系数1.00。

实验中学习使用磁聚焦方法测量电子的荷质比。

数据处理方法主要是作图法，通过用直角坐标纸作图（直线），从图中求斜率从而求解未知量。

适合专业：自动化、电子信息工程、电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化、过程装备与控制工程、材料成型及控制工程、资源勘查工程、勘查技术与工程、船舶与海洋工程等。

实验具体内容与要求1、理解电子束实验仪面板上各个旋钮的作用，并能够正确使用。

2、主要实验内容包括四部分：电聚焦、电偏转。

要求正确使用电子束实验仪和数显直流稳压源、完整记录测量数据（包括有效数字和单位）。

3、通过用直角坐标纸作图及求直线的斜率，求得电偏转和磁偏转的灵敏度。

4、正确计算电子的荷质比。

实验仪器简介随着近代科学的发展，电子技术的应用已深入到各个领域。

相应的物理基础，例如关于带电粒子在电场、磁场中的运动规律等已成为学习掌握现代科学技术必不可少的基础知识，尤其对于理工科院校的学生，物理实验是一门重要的基础课程，关于电磁场方面的内容对于了解近代物理知识具有重要的意义。

本实验所用的EB-2S型电子束实验仪能开出有关电子在电场和磁场中运动规律的四个实验内容；（1）电子在横向电场中的运动（电偏转）；（2）电子在电场中的聚焦现象（电聚焦）；（3）电子在横向磁场中的偏转（磁偏转）；（4）电子在纵向磁场中的聚焦实验（磁聚焦）。

参考答案答案1：光点；电场线；等位线答案2：光斑；等位线；电场线答案3：光点；等位线；电场线答案4：光斑；电场线；等位线正确答案为: 2你做的答案为： 3 答案1：靠拢轴线；离开轴线；长。

答案2：靠拢轴线；离开轴线；短。

答案3：离开轴线；靠拢轴线；短答案4：离开轴线；靠拢轴线；长。

正确答案为: 1你做的答案为：1 （电偏转、电聚焦）第一聚焦条件下，截止栅压V G0为___负____；增大加速电压，截止栅压的绝对值变大_______。

答案1：正变大答案2：负变小答案3：负变大答案4：0 不变正确答案为: 3你做的答案为： 3答案1：2；0.58；能答案2：2；0.58；不能答案3：0.58；2；能答案4：0.58；2；不能正确答案为: 2你做的答案为： 2答案1：V4> V3> V1> V2答案2：V3> V4> V2> V1答案3：V4> V3> V2> V1答案4：V3> V4> V1> V2正确答案为: 1你做的答案为：2参考答案答案1：靠拢轴线；离开轴线；长。

答案2：靠拢轴线；离开轴线；短。

答案3：离开轴线；靠拢轴线；短答案4：离开轴线；靠拢轴线；长。

正确答案为:1你做的答案为： 3答案1：答案2：答案3：答案4：正确答案为:3你做的答案为：3（电偏转、电聚焦）在电偏转实验中，有实验数据作x～V dx曲线。

理论上曲线应为一条直线且_______坐标原点，其斜率随V2的增大而_______。

答案1：通过增大答案2：不通过增大答案3：通过减小答案4：不通过减小正确答案为:3你做的答案为： 1答案1：v> v′；f r> f r′答案2：v< v′；f r> f r′答案3：v> v′；f r= f r′答案4：v< v′；fr= f r′正确答案为:4你做的答案为： 2答案1：栅极；灯丝；聚焦电极答案2：栅极；聚焦电极；灯丝答案3：灯丝；栅极；聚焦电极答案4：灯丝；聚焦电极；栅极正确答案为:3你做的答案为：3参考答案（电偏转、电聚焦）在电偏转实验中，有实验数据作x～V dx曲线。

专题实验究与创新物理与电信工程学院物理1202班电子束的偏转与聚焦研究姓名：杜超、雷钢、郝亚茹 年级：物理1202 专业：物理学指导老师：周平和【摘要】：带电粒子在电场中受电场力的作用，在磁场中受磁场力的作用，其运动形态将发生变化。

因此，人们可以利用电极形成的静电场实现电子束的偏转和聚焦，也可用电流形成的恒磁场实现电子束的偏转和聚焦，前者称为电偏转和电聚焦，后者称为磁偏转和磁聚焦。

这是示波管和显像管的工作基础，而且还被广泛的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，带电粒子的电荷量与质量比值，称为荷质比，是带电微观粒子的基本参量之一，是研究物质结构的基础。

本实验介绍用磁聚焦的方法测定电子荷质比。

了解阴极射线管的构造与工作原理。

研究带电粒子在电场和磁场中的运动规律，学习电聚焦和磁聚焦的基本原理和实验方法，掌握利用磁聚焦法测定电子荷质比的基本方法。

【关键字】：电偏转、磁偏转、电聚焦、磁聚焦、荷质比。

【正文】一、阴极射线管的基本结构示波器动态显示随时间变化的电压信号思路是将电压加在电极板上，极板间形成相应的变化电场，使进入这变化电场的电子运动情况相应地随时间变化，最后把电子运动的轨迹用荧光屏显示出来。

示波器主要由示波管和复杂的电子线路构成。

示波器的基本结构见图1。

电子枪偏转板荧光屏HK H U G G 1G 2A 1A 2Y 2Y 1X 2X 16.3V U 1U 2图a图（1）示波器的基本结构二、SJ-SS-2型电子束测试仪本实验使用SJ-SS-2型电子束测试仪进行测量。

实验前检查励磁电流电源开关应处于关闭状态，并把励磁电流调节旋钮逆时针旋到底，做好测量准备工作。

仪器参数为：螺线管内的线圈匝数N=4160T ，螺线管的长度L=0.201m ，螺线管的直径D=0.0915m ，螺距（Y 偏转板至荧光屏距离）L=0.3m ；0μ为真空中的磁导率，率，70410H/m μπ-=⨯。