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,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,*,19,世纪,90,年代，英国物理学家 JJ 汤姆孙经过一系列的实验及研究，发现了一种粒子，并断定这种粒子必定是所有物质的共同组成成份。汤姆孙命名它为“电子”，并测定了它的荷质比。这在物理学史上是有划时代意义的。,19世纪90年代，英国物理学家 JJ 汤姆孙经过一系列的实,1,电子荷质比 e/m 是一常用的物理常数，它的定义是电子的电荷量与其质量的比值，经现代科学技术的测定，电子荷质比的标准值是：,1.759*10,11,C/Kg,电子荷质比 e/m 是一常用的物理常数，它的定义是电,2,一、实 验 原 理,一、实 验 原 理,3,当力的方向是垂直于速度方向时，电子的运动轨迹是一个圆，力的方向指向圆心，完全符合圆周运动的规律，所以作用力与速度又有,则由公式转换得,：,当一个电荷以速度v垂直进入均匀磁场时，电子要受到洛伦兹Lorentz力的作用，它的大小可由公式,当力的方向是垂直于速度方向时，电子的运动轨迹,4,实验装置是用一电子枪，在加速电压 u 的驱使下，射出电子流，因此 e u 全部转变成电子的输出动能，因此又有：,实验中可采取措施固定,圆轨迹的半径 r,，通过加速电压 u 与B 的关系就能测试电子的荷质比 e/m。,实验装置是用一电子枪，在加速电压 u 的驱使,5,二、实 验 装 置,二、实 验 装 置,6,1、荷质比测试仪,Helmholtz线圈,电子束发射管,电子束半径,的测量工具,1、荷质比测试仪Helmholtz线圈电子束发射管电子束半径,7,2、,电子束发射管（威尔尼氏管）,电子枪,r,2、电子束发射管（威尔尼氏管）电子枪r,8,0.00A,加速聚焦电源,直流稳压稳流电源,万用表直,流电压300V档,万用表直,流电流3A档,磁场线圈,玻璃球炮,电子发光圈,电子发射枪,u:电子管加速电压,r:电子圈半径,K：磁场线圈的磁转换系数,I：线圈中的通电电流,N：线圈匝数,R：线圈半径,200v,-30v,3仪器连接示意图,0.00A 加速聚焦电源直流稳压稳,9,当电子枪在加速电压的激发下，发射出电子束，在磁场的作用下将发生三种情况,：,1、无磁场时，电子束将成直线轨迹射出,；,当电子枪在加速电压的激发下，发射出电子束，在磁,10,2、,电子束与磁场完全垂直时，电子束形成一个完全封闭的圆；,2、电子束与磁场完全垂直时，电子束形成一个完全封闭的圆；,11,3、,当电子束与磁场不完全垂直时，电子束将作螺旋状态运动。,3、当电子束与磁场不完全垂直时，电子束将作螺旋状态运动。,12,三、实 验 操 作,三、实 验 操 作,13,荷质比测试仪操作介绍,荷质比测试仪操作介绍,14,1、,正确完成仪器的连接，使电子束出射方向,垂直于磁场。,2、,按照左图 的方法将仪器测,量装置定成 8 cm。,3、开启电源，首先使加速电压,定于200 V，耐心地等待，直到,电子枪射出紫兰色的电子束；,4、细心调节 50 V的聚焦电压，使电子束明亮,；,5、,缓缓加大 Helmholtz 线圈中的电流，观察电子束的偏转，紧接着形成封闭的圆。,6、将 B=K*I 代入公式3得：同时写出,1、正确完成仪器的连接，使电子束出射方向,15,7、,用测试装置测出圆环直径（8cm），并固定之，测量示意图如下,eye,8cm,镜,电子束,象,7、用测试装置测出圆环直径（8cm），并固定之，测量示意图如,16,8、在整个实验过程中，必须保持电子圆的大,小不变，这可以配合调节加速电压与,Helmholtz 线圈中的电流共同达到。由公式,可见 u 和 I,2,成线性关系。实验中只要测出,u-I,2,的对应值，作出直线求其斜率,，,即可求出荷质比。,8、在整个实验过程中，必须保持电子圆的大,17,四、数 据 处 理,四、数 据 处 理,18,N,U (v),I (A),I,2,(A,2,),1,2,3,4,5,6,7,8,由U-I,2,的数据作出坐标图，根据图形得出斜率代入公式 4 得：,求出荷质比，并将实验值与标准值 1.76,10,11,C/Kg 比较，求出误差。,NU (v)I (A)I2 (A2)1,19,五、注 意 事 项,五、注 意 事 项,20,精品课件,！,精品课件！,21,精品课件,！,精品课件！,22,1、在实验开始前应首先细心调节电子束与磁场方向垂直，形成一个不带任何重影的圆环；,2、确定电子圆环的大小是做好本实验的关键，因此要仔细调节调制电压与加速电压，使电子束明亮与清晰是十分重要的；,3、放电管需要较高的加速电压，实验时要注意安全。,4、实验数据最好采用最小二乘法，进行直线拟合，这样实验的结果会更好。拟合工作可以用计算机来完成。,1、在实验开始前应首先细心调节电子束与磁场方,23,
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