电子束的偏转

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电子束的偏转,1,实验目的,：,1：了解示波管的基本结构和电偏转 的原理，测绘示波管电偏转量随电场变化的曲线。,2：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。,2,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。,一、示波管的基本结构：,本实验采用EBF-型电子束实验仪,实验仪上带有8SJ45J型电子示波管,也就是示波器中的示波管。,3,HH钨丝的热电极 K阴极 控制栅极,第一加速阳级 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,4,电子束实验仪,实验仪平视图,示波管,5,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,6,当电流通过钨丝阴极K被加热后，筒端的钡与锶氧化物涂层内的自由电子获得较高的动能，从表面逸出。因为第一加速阳极A具有（相对阴极K）很高的电压（如1000伏），在K-G-A,1,之间形成强电场，故从阴极逸出的电子在电场中的加速运动，穿过G的小孔（直径约1mm）,以高速穿过G,2,、A,1,及A,2,筒内的限制孔，形成一束电子射线，电子最后打到荧光屏上，这上面涂有一满层的特殊荧光物质，在电子的轰击下发出可见光。,7,二、电偏转系统,1、偏转电场的形成与简化,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。,2、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。,8,偏转电压（平行板间电位差） 板间距离 板长,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,9,令 有,如果加速电压为,U,2,则,故,示波管的,Y,方向电偏转灵敏度 ：,在,X,方向同理得,10,四：磁偏转系统：,1：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。,2：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。,11,12,六：实验内容：,见课本,13,实验指导,一：实验操作技巧：,本实验采用套装仪器，故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。这样有的放矢地进行操作，很容易完成本实验这么多的任务。,二：实验操作时注意事项：,1：由于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。,14,数据记录,1. 水平偏转测量：保持加速电压 和聚焦电压 不变，测量 随 的变化量，每0.5cm测量一次。画出 随 变化的曲线。,2. 竖直偏转测量：保持加速电压 和聚焦电压 不变，测量 随 的变化量，每0.5cm测量一次。画出 随 变化的曲线。,3 . 磁偏转：不同的加速电压下，测量偏转量D随激励电流,I,的变化，绘出相应的曲线。,15,常见问题与解答,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,16,