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1、电子束的线偏转与聚焦研究,昆明理工大学新迎物理实验中心 贾友见2007年5月本教学片所引用的文字或图片，无论注明与否，版权均属原作者或单位所有,实验目的,了解示波管的基本结构和电偏转、电聚焦 的原理，测量示波管的电偏转的灵敏度。研究纵向不均匀电场对电子束的聚焦作用。了解示波管中电子束的磁偏转原理，测绘示波管磁偏转量随电流变化的曲线。了解电子束在磁场中的螺旋运动情形及其聚焦原理观察磁聚焦的现象。通过磁聚焦原理测量电子的荷质比.,示波管,带电子粒子在电场、磁场中的运动规律在电子技术领域具有广泛的应用。本实验将研究电子在电场和磁场的偏转和聚焦运动。,HH钨丝的热电极 K阴极 控制栅极 第一加速阳级
2、加速栅级 第二加速阳级 水平偏转板 垂直偏转板,示波管原理图,电子束实验仪,实验仪平视图,示波管,示波管,显示参量切换,激励电流,电流显示,Ux,电压显示,Uy,U2,U1,Us,电偏转系统,电场的形成与简化 在两排平行板间加电压就可以形成电场。当平行板间的距离d比长度L小得多时，可以认为它形成的空间电场是均匀的，且在平行板的界外电场为零。电偏转的原理 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y方向（垂直 方向）产生偏离位移。,静电透镜聚焦作用,如图C给出了静电透镜聚焦作用的几何示意图，这是假定电子 在两聚焦电极之间的区 域的路程远小于电子的 总路程时电子运动的轨 迹
3、简化形式。假定从第 一加速极出来的那些电 子具有相同的轴向分量 但具有不同的径向速度分量。,磁偏转系统,偏转磁场的形成及其简化 在螺线管上通上恒定的电流，管内磁场为匀强磁场，在其边缘部分发生畸变。可以把管内作为匀强磁场，管外磁感应强度作为零，达到简化的目的。磁偏转原理：电子以速度v沿z轴方向垂直B 运动，这时电子作匀速圆周运动，到达磁场外不受洛仑兹力，则以刚出磁场瞬间的速度作匀速直线运动。,磁聚焦原理,在示波管外套一个同轴的螺线管，当给螺线管通以稳恒直流电时，其内部形成一个轴向磁场。若螺线管足够长，则可认为内部为匀强磁场。电子进入匀强磁场后，将会以轴向速度作匀速直线运动。同时以径向速度 作匀速
4、圆周运动。其合运动是一个螺旋线运动。,电子荷质比测量,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),固有,即有,实验指导,一、实验操作技巧：本实验采用套装仪器，只要将有关原理弄清楚,再熟悉仪器的有关操作,知道实验操作的内容。二、实验操作时注意事项：1：本实验的电压有的达到1000伏，故特别要注意安全。2：示波管的亮度不要长时间打得太亮，否则，荧光屏易老化，影响显示效果。,常见问题,1.实验过程中有时会出现找不到光点（光斑）的情况，可能的原因和解决的办法如下：（1）亮度不够。解决的办法是适当增加亮度。（2）已经加有较大的电偏电压（x方向或和y方向）使光点偏出示波器的屏幕。此时应通过调节电偏转旋钮，使偏转电压降为零。2.电偏转实验时光点轨迹与x（或y方向）有夹角，解决办法：旋转示波管，消除夹角,思考与创新,一：分析与思考：1：为什么偏转板末端是向外张开的，而不是完全平行的？2：电子受到的重力在电场偏转中有重要影响吗？二：创新设计：试设计一个可控制电子的偏转与电子不偏转的电路，以及可控制电子的正向偏转与反向偏转的电路。,
