试验十电子束试验.PPT

实验十 电子束实验 Experiment 10 Electron beam experiment 一、实验目的 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。 二、实验仪器 电子束实验仪 三、实验原理 1.示波管的简单介绍 实验原理 电聚焦原理的简单介绍 在电场的前半区（左半边），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Fr与平行于轴线的分力Fz。Fr的作用使电子运动向轴线靠拢，起聚焦作用； 电子到达电场的后半区（右半边）时，受到的作用力F可分解为相应的Fr和Fz两个分量。Fr使电子离开轴线，起散焦作用。 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，电子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Fr的作用时间短得多，获得的离轴速度比在前半区获得的向轴速度小。 总的效果是，电子向轴线靠拢，整个电场起聚焦作用。 磁聚焦原理的简单介绍 磁聚焦原理的简单介绍 改变加速电场强度和磁场强度，使电子在示波管中所经过的路程为螺距的整数倍，这时电子束将在荧光屏上会聚。这就是电子射线的磁聚焦原理。 实验步骤 （一）电子在横向电场作用下的运动（电偏转） 偏转系统由两对互相垂直的偏转板组成，一对竖直偏转板Y1、Y2，一对水平偏转板X1、X2。在两块Y（或X）偏转板间加上电压时，受电场力的作用，通过两板之间的电子束的方向发生偏转。 设偏转电极中心到荧光屏距离为L，电子在荧光屏上的竖直偏移为y（图1），则有 式中，b为偏转板长度;d为偏转板间距离；Vy为竖直偏 转电压；V2为电子进人偏转场之前，使电子加速的电压。 电偏转灵敏度 电偏转灵敏度定义为偏转板上加单位电压时，所引起的电子束在荧光屏上的偏移，则示波管的Y轴电偏转灵敏度 同理，示波管的X轴电偏转灵敏度为 具体操作 1．接插线 （已完成） 2．调焦：把聚焦选择开关置于“点”聚焦位置的反方向，辉度（栅压）控制处在适当位置，调节聚焦电压，使屏上光点聚成一细线 ，光线不要太亮，以免烧坏荧光物质。 3．测加速电压V2 ：用万用表2500V档（量程选直流1000V档，“+”表笔插2500V插孔） 4．测偏转电压 Vy ：用数字表直流 200V档。 5．光线调零：用数字表测 Vy； 调 y偏转旋钮使 Vy为 0，这时光线在 y轴上应在中心原点，若不在调Y调零旋钮使光线处在中心原点。 6．测量不同V2（取两组）时的y── Vy 数据处理 1．课堂上填好如下表格 2．课后完成：在坐标纸上画出y──Vy图线，计算 直线的斜率（即电偏转灵敏度）。 直线的斜率表示电偏转灵敏度的大小，直线的斜率随加速电压的大小而变化，说明偏转灵敏度与电子的动能大小有关或者说和速度大小有关。 * * -2.0 2.0 1.0 0 -1.0 V’y(V) Vy(V) Y(cm) V’2= V2=