实验十 电子束实验
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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.

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Presentation Transcript


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实验十 电子束实验

Experiment 10

Electron beam experiment


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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。


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二、实验仪器

  • 电子束实验仪


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三、实验原理

1.示波管的简单介绍


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实验原理

电聚焦原理的简单介绍


F f fr fz fr

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;


F fr fz fr

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。


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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。


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磁聚焦原理的简单介绍


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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。


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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。


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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


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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


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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。


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