電子束測(cè)荷質(zhì)比實(shí)驗(yàn)

電子束測(cè)荷質(zhì)比實(shí)驗(yàn)篇一：電子束(荷質(zhì)比)實(shí)驗(yàn)電子束（荷質(zhì)比）實(shí)驗(yàn)測(cè)量物理學(xué)方面的一些常數(shù)（比方光在真空中的速度c,阿伏加德羅常數(shù)N，電子電荷e,電子的靜止質(zhì)量m）是物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要任務(wù)之一，而且測(cè)量的精確度常常會(huì)影響物理學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展和一些重要的新發(fā)現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)將經(jīng)過較為簡(jiǎn)單的方法，對(duì)電子e/m進(jìn)行測(cè)量。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒄J(rèn)識(shí)示波管的構(gòu)造；、認(rèn)識(shí)電子束發(fā)生電偏轉(zhuǎn)、電聚焦、磁偏轉(zhuǎn)、磁聚焦的原理；3、掌握一種測(cè)量荷質(zhì)比的方法。二、原理（一）、電子束實(shí)驗(yàn)儀的構(gòu)造原理電子束實(shí)驗(yàn)儀的工作原理與示波管相同，它包括抽成真空的玻璃外殼、電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)與熒光屏四個(gè)部分。圖11、電子槍電子槍的詳盡構(gòu)造如圖1所示。電子源是陰極，它是一只金屬圓柱筒，里面裝有一根加熱用的鎢絲，兩者之間用陶瓷套管絕緣。當(dāng)燈絲通電（6.3伏溝通）被加熱到必定溫度時(shí)，將會(huì)在陰極資料表面空間逸出自由電子（熱電子）。與陰極同軸部署有四個(gè)圓筒的電極，它們是各自帶有小圓孔的隔板。電極G稱為柵極，它的工作電位相關(guān)于陰極大概是5-20V的負(fù)電位，它產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)是要把從陰極發(fā)射出的電子推回到陰極去，只有那些能量足以戰(zhàn)勝這一阻截電場(chǎng)作用的電子才能穿過控制柵極。所以，改變這個(gè)電位，便能夠限制經(jīng)過G小孔的電子的數(shù)量，也就是控制電子束的強(qiáng)度。電極G′在管內(nèi)與A2相連，工作電位V2相關(guān)于K一般是正幾百伏到正幾千伏。這個(gè)電位產(chǎn)生的電場(chǎng)是使電子沿電極的軸向加快。電極A1相關(guān)于K擁有電位V1，這個(gè)電位介于K和G′的電位之間。G′與A1之間的電場(chǎng)和A1與A2之間的電場(chǎng)為聚焦電場(chǎng)（靜電透鏡），可使從G發(fā)射出來的不同方向的電子匯聚成一細(xì)小的平行電子束。這個(gè)電子束的直徑主要取決于A1的1小孔直徑。適入采用V1和V2，可獲得優(yōu)秀的聚焦。2、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由一對(duì)豎直偏轉(zhuǎn)板和一對(duì)水平偏轉(zhuǎn)板構(gòu)成，每對(duì)偏轉(zhuǎn)板是由兩塊平行板構(gòu)成，每對(duì)偏轉(zhuǎn)板之間都能夠加電勢(shì)差，使電子束向側(cè)面偏轉(zhuǎn)。磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由兩個(gè)螺線管形成的。3、熒光屏熒光屏是內(nèi)表面涂有熒光粉的玻璃屏，遇到電子束的轟擊會(huì)發(fā)出可見光，顯示出一個(gè)小光點(diǎn)。（二）、實(shí)驗(yàn)原理、電偏轉(zhuǎn)：電子束+橫向電場(chǎng)電偏轉(zhuǎn)原理如圖2管）的偏轉(zhuǎn)板上加上偏轉(zhuǎn)電壓Vd，沿Z方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)板后，遇到偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)EY零，電子不受力，作勻速直線運(yùn)動(dòng)。在偏轉(zhuǎn)板之內(nèi)121eEZ2Y?at?(22mv式中v0為電子初速度，Y為電子束在Y方向的偏轉(zhuǎn)。電子在加快電壓V2的作用下，加快電壓對(duì)電子所做的功所有轉(zhuǎn)為電子動(dòng)能，則1mv02?eV2。將E＝Vdd和v02代入（1）式，得22Y?VdZ4V2d電子走開偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)時(shí)，電子運(yùn)動(dòng)的軌道與Z軸所成的偏轉(zhuǎn)角?的正切為tg??dYdZZ?l?Vdl2V2d（2）設(shè)偏轉(zhuǎn)板的中心至熒光屏的距離為L(zhǎng)，電子在熒光屏上的偏離為S，則tg??代入（2）式，得2S?VdlL2V2dSL（3）由上式可知，熒光屏上電子束的偏轉(zhuǎn)距離D與偏轉(zhuǎn)電壓Vd成正比，與加快電壓V2成反比，由于上式中的其他量是與示波管構(gòu)造相關(guān)的常數(shù)故可寫成D?keVdV2（4）ke為電偏常數(shù)?？梢?，當(dāng)加快電壓V2一準(zhǔn)時(shí)，偏轉(zhuǎn)距離與偏轉(zhuǎn)電壓呈線性關(guān)系。為了反應(yīng)電偏轉(zhuǎn)的敏捷程度，定義?電?DVd?ke(1V2)（5）電稱為電偏轉(zhuǎn)敏捷度，單位為毫米/伏。?電越大，表示電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的敏捷度越高。、磁偏轉(zhuǎn)：電子束+橫向磁場(chǎng)（1）研究橫向磁場(chǎng)對(duì)電子束的偏轉(zhuǎn)，測(cè)量磁偏轉(zhuǎn)敏捷度并得出它和加快電壓平方根成反比的規(guī)律。運(yùn)動(dòng)的電子在磁場(chǎng)中要遇到洛侖茲力的作用，所受力為F?qv?B（6）可見洛侖茲力的方向向來與電子運(yùn)動(dòng)的方向垂直，所以洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)的電子不作功，但它要改變電子的運(yùn)動(dòng)方向。本實(shí)驗(yàn)將要觀察和研究電子束在與之垂直的磁場(chǎng)作用下的偏轉(zhuǎn)情況。為簡(jiǎn)單起見，設(shè)磁場(chǎng)是均勻的，磁感覺強(qiáng)度為B，在均勻磁場(chǎng)中電子的速度v與磁場(chǎng)B垂直，電子在洛侖茲力的作用下作圓周運(yùn)動(dòng)。洛侖茲力就是電子作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。電子走開磁場(chǎng)所區(qū)后，由于磁場(chǎng)為零，電子不再受任何力的作用，應(yīng)作直線運(yùn)動(dòng)。由圖六可知3?lleB?tg?（7）2R?s?L?tg?2?mvleBmv（8）圖3圖4設(shè)電子進(jìn)入磁場(chǎng)前加快電壓為V2，則加快電場(chǎng)對(duì)電子作的功所有轉(zhuǎn)變成電子的動(dòng)能有12mv?eV2（9）2s?lBLe2mV2（10）假如磁場(chǎng)是由螺線管產(chǎn)生的，由于螺線管內(nèi)的B=?0nI，其中n是單位長(zhǎng)度線圈的圈數(shù)，I是經(jīng)過線圈的電流，所以s??0nIlLe2mV2?sI（磁偏轉(zhuǎn)敏捷度）=?0（11）可見位移S與磁場(chǎng)電流I成正比，而與加快電壓的平方根成反比，這與靜電場(chǎng)的情況不一樣。而磁偏轉(zhuǎn)敏捷度為位移與磁場(chǎng)電流之比，則磁偏轉(zhuǎn)敏捷度與加快4電壓的平方根成反比。（2）利用電子束在地磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)測(cè)量地球磁場(chǎng)（即地磁水平重量的測(cè)量）。在做“電子束的加快和電偏轉(zhuǎn)”實(shí)驗(yàn)中，在偏轉(zhuǎn)電壓Vd為零的情況下將光點(diǎn)調(diào)整到坐標(biāo)原點(diǎn)在改變加快電壓V2時(shí)，誠(chéng)然沒有外加偏轉(zhuǎn)電壓，但光點(diǎn)的地點(diǎn)已經(jīng)偏離了原點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，光點(diǎn)的偏移地點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)儀擺放的地點(diǎn)相關(guān)，是否是地磁場(chǎng)的存在以致了這種現(xiàn)象呢?借助羅盤與指南針，找到示波管與地磁場(chǎng)水平重量相平行的方向，再次改變加快電壓，發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)保持在原點(diǎn)地點(diǎn)不變，看來地磁場(chǎng)是造成光點(diǎn)地點(diǎn)改變的重要原因之一。下面介紹用電子束實(shí)驗(yàn)儀來測(cè)地磁場(chǎng)的水平重量。電子從電子槍發(fā)射出來時(shí)，其速度v由式(9)關(guān)系式?jīng)Q定12mv?eV22由于電子束所受重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于洛侖茲力，忽視重力因素，電子在磁場(chǎng)力影響下作圓弧運(yùn)動(dòng)，如圖7所示，圓弧的半徑只可由向心力爭(zhēng)出R?mveB電子在磁場(chǎng)中沿弧線打到熒光屏上一點(diǎn)，這一點(diǎn)相關(guān)于沒有偏轉(zhuǎn)的電子束的地點(diǎn)挪動(dòng)了距離DD?R?Rcos??R(1?cos?)?mveB(1?cos?)（12）由于偏轉(zhuǎn)角θ很小，近似可寫為sin???,cos??1??22（13）代入式(12)得5D?mv?2eB2?mvsin?eB22（14）如圖4所示有sin??所以lR2?leBmv（15）D?leB2D2meVel2（16）B?2(17)由于示波管中的電極都是鎳制成的，是鐵磁體，對(duì)電子束有磁障蔽作用，電子束在走開加快極前沒有明顯的偏轉(zhuǎn)，所以l是由加快極到屏的全長(zhǎng)。調(diào)理加快電壓V2和聚焦電壓，在屏上獲得一清楚光點(diǎn)，將X、Y偏轉(zhuǎn)電壓調(diào)為零，將光點(diǎn)調(diào)到水平軸上，保持V2不變，原地轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀，當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)的水6平重量與電子束垂直時(shí)，光點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)量最大，記錄光點(diǎn)偏轉(zhuǎn)最高和最低的兩個(gè)偏移量D1，D2(能夠借助羅盤和指南針來確定方向),取D?壓為V2時(shí)的偏轉(zhuǎn)量，代入公式(17)求得B(地磁場(chǎng)的水平重量)。、磁聚焦，螺旋運(yùn)動(dòng)：電子束+縱向磁場(chǎng)研究電子束在縱向磁場(chǎng)作用的螺旋運(yùn)動(dòng)，測(cè)量電子荷質(zhì)比。觀察磁聚焦現(xiàn)象，考證電子螺旋運(yùn)動(dòng)的極坐標(biāo)方程。（1）研究電子束在縱向磁場(chǎng)作用的螺旋運(yùn)動(dòng)，測(cè)量電子荷質(zhì)比。本實(shí)驗(yàn)采用的是磁聚焦法（亦稱螺旋聚焦法）測(cè)量電子荷質(zhì)比。擁有速度v的電子進(jìn)入磁場(chǎng)中要遇到磁力的作用，此力為fR?ev?BD1?D22作為加快電若速度v與磁感覺強(qiáng)度B的夾角不是π/2，則可把電子的速度分為兩部分考慮。設(shè)與B平行的分速度為，與B垂直的分速度為,則受磁場(chǎng)作用力的大小取決于。此時(shí)力的數(shù)值為fR?ev?B，力的方向既垂直于，也垂直于B。在此力的作用下，電子在垂直于B的面上的運(yùn)動(dòng)投影為一圓運(yùn)動(dòng)，有牛頓定律有ev?B?mRv?2電子繞一圈的周期T?2?Rv??2?meB由上式可知，只需B必定，則電子繞行周期必定，而與和R沒關(guān)。繞行角速7度為w?v?R?eBm其他，電子與B平行的分速度則不受磁場(chǎng)的影響。在一周期內(nèi)粒子應(yīng)沿磁場(chǎng)的方向（或其反向）作勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)重量同時(shí)存在時(shí)，粒子的軌跡將成為一條螺旋線，如圖8所示，其螺距d（即電子每輾轉(zhuǎn)一周時(shí)行進(jìn)的距離）為：d=v?T=2?mv?eB，螺距d與垂直速度沒關(guān)。從螺距公式獲得：，可知：只需測(cè)得、d和B，即可計(jì)算出e/m的值。（1）平行速度的確定假如我們采用圖1所示的靜電型電子射線示波管，則可由電子槍獲得水平方向的電子束射線，電子射線的水平速度可由公式：12mv??e(UA2?UK)?eV2圖52求得：v???（2）螺距d的確定假如我們使X偏轉(zhuǎn)板、和Y偏轉(zhuǎn)板、的電位都與A2相同，則電子射線通過A2后將不受電場(chǎng)力作用而作勻速直線運(yùn)動(dòng)，直射于熒光屏中心一點(diǎn)。此時(shí)即使加上沿示波管軸線方向的磁場(chǎng)（將示波管放于載流螺線管中即可），由于磁場(chǎng)和電子速度平行，射線亦不受磁力，故仍射于屏中心一點(diǎn)。當(dāng)在、板上加一個(gè)偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，由于、兩板有了電位差，則必產(chǎn)生垂直于電子射線方向的電場(chǎng)，此電場(chǎng)將使電子射線獲得附加得分速度（原有電子槍射出的電子的不變）。此分速度將使電子作傍切于中心軸線的8螺旋線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)B一準(zhǔn)時(shí)電子繞行角速度恒定，所以分速度愈大者繞行螺旋線半徑愈大，但繞行一個(gè)螺距的時(shí)間（即周期T）是相同的。假如在偏轉(zhuǎn)板、上加交變電壓，則在正半周期內(nèi)（正負(fù)）先后經(jīng)過此兩極間的電子，將分別獲得大小相同的向上的分速度，如圖6(b)右半部所示，分別在軸線右側(cè)作傍切于軸的不一樣半徑的螺旋運(yùn)動(dòng)，熒光屏上出現(xiàn)的還是一條直線，原因如圖6(a)所示。篇二：用電子束測(cè)荷質(zhì)比實(shí)驗(yàn)(介紹)用電子束測(cè)量荷質(zhì)比實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)者：林煥樂指導(dǎo)教師：尹會(huì)聽（班級(jí)學(xué)號(hào)聯(lián)系號(hào)：C09藥學(xué)一班091313122，653555）【綱領(lǐng)】陰極射線粒子比原子更小，它是原子的構(gòu)成部分，為證明這種粒子存在的廣泛性，本實(shí)驗(yàn)巧妙的測(cè)量了光電效應(yīng)帶電粒子的荷質(zhì)比，以及火熱金屬發(fā)出的帶電粒子的荷質(zhì)比，所得結(jié)果都很周邊?！疽c(diǎn)詞】荷質(zhì)比磁聚焦地磁磁場(chǎng)強(qiáng)度前言測(cè)量物理學(xué)方面的一些常數(shù)是物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要任務(wù)之一，而且測(cè)量的精準(zhǔn)度常常會(huì)影響物理學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展和一些重要的心發(fā)現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)將經(jīng)過較為簡(jiǎn)單的方法，對(duì)電子e/m進(jìn)行測(cè)量。電子質(zhì)量很小，到當(dāng)前為止還沒有直接測(cè)量的方法，但已有好多方法能夠測(cè)的電子的電荷e（如密立根油滴實(shí)驗(yàn)，加上它修正后，能夠計(jì)算出很正確的e值）。所以，只需能測(cè)得電子e/m，既能夠利用e值算出質(zhì)量m來，我們常常用到的電子的靜止質(zhì)量m，就是經(jīng)過這樣的門路計(jì)算出來的。測(cè)量電子荷質(zhì)比的方法好多，如磁聚焦法等，由于試驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想巧妙，使我們利用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)施，既能觀察到電子在磁場(chǎng)中的螺旋運(yùn)動(dòng)，又能測(cè)出電子的荷質(zhì)比，附加測(cè)量地磁水平重量。設(shè)計(jì)原理本實(shí)驗(yàn)采用磁聚焦法測(cè)量電子荷質(zhì)比。在縱向磁場(chǎng)作用下，電子從電子槍中發(fā)射出來今后，將作螺旋運(yùn)動(dòng)，如圖1。在初始時(shí)辰，各電子的運(yùn)動(dòng)方向其實(shí)不一致，也就是說，它們的徑向速度是們的初始軸向速度也不一樣樣，可是經(jīng)過近千伏的加快電壓后，初始軸向速度9的差異能夠忽視不計(jì)。所以能夠認(rèn)為它們的軸向速度V∥是相同的。在B必定的情況下，各電子的回旋半徑是不一樣樣的，可是它們的螺距是相等的。也就是說經(jīng)過一個(gè)周期后，同時(shí)從電子槍發(fā)射出來可是運(yùn)動(dòng)方向不一樣的電子，又交匯在同一點(diǎn)，這就是磁聚焦作用。每經(jīng)過一個(gè)周期有一個(gè)焦點(diǎn)。能夠經(jīng)過調(diào)理磁場(chǎng)B的大小來改變螺距d。圖1電子束磁聚焦的表示圖將電子的運(yùn)動(dòng)速度分解成兩個(gè)方向的速度：軸向速度V∥和徑向速度V?。前者不受洛侖茲力的影響，沿軸向作直線運(yùn)動(dòng)。后者在洛侖茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其方程為mv2F?evB?（1）mv?R?eB于是，電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T?2?R2?m（2）veB電子螺旋運(yùn)動(dòng)的螺距為：d=V∥2T（3）設(shè)K、A之間的加快電壓為U，1mV∥2=eU（4）2聯(lián)合（3）（4）消去V∥，得e/m=8?2U/B2d2（5）其中螺線管中的磁感覺強(qiáng)度B能夠用下式計(jì)算：B=K?0nI，其中I是勵(lì)磁電流。所以e/m=8?2U2/B2d2（6）其中，?0=4.0?310H/m；N是線圈匝數(shù)，注明在儀器上；h是螺距，在第一次聚焦時(shí)h≈L。-7，設(shè)計(jì)方案101.1地磁水平重量測(cè)量：安裝好示波器和刻度盤，不加任何偏轉(zhuǎn)線圈。借助指南針將儀器大概東西方向擱置。2.開啟電源，置直流檔，調(diào)整X，Y偏轉(zhuǎn)，使光點(diǎn)打在刻度盤中心，旋轉(zhuǎn)儀器，當(dāng)光點(diǎn)偏離中心地點(diǎn)最大處（即示波器與南北方向平行），頻頻校正，使示波器與南北方向平行。3.轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，當(dāng)儀器轉(zhuǎn)動(dòng)90度時(shí)（即示波器與東西方向平行）讀出偏移值D1,270度時(shí)讀出偏移值D2.（D=(D1+D2)/2,本實(shí)驗(yàn)中使用的刻度盤每格2mm長(zhǎng)，測(cè)偏移量時(shí)最好應(yīng)用精度更好的直尺）。4.再依照其中U2為面板上電壓指示選擇VA1檔上的讀數(shù)（即加快電壓），l為加快極至熒光屏的距離（本實(shí)驗(yàn)中l(wèi)=0.16m），m為電子質(zhì)量，求出B。1.2為了能觀察到電子在外磁場(chǎng)中的回旋現(xiàn)象，能夠采用下述實(shí)驗(yàn)方法：第一經(jīng)過靜電聚焦作用，使從陰極K發(fā)射的電子束聚焦在示波管屏上；此后在Y（垂直）偏轉(zhuǎn)極上加合適的交變電壓，使電子束在示波器屏幕的Y方向上掃描認(rèn)同那個(gè)一段線光跡，最后加上軸向磁場(chǎng)，使電子作螺線運(yùn)動(dòng)。所以，當(dāng)軸向外磁場(chǎng)從零逐漸增強(qiáng)時(shí)，熒光屏上的直線光跡講一邊旋轉(zhuǎn)一邊縮短，直到使得電子的螺旋形運(yùn)動(dòng)軌跡的螺距正好等于垂直偏轉(zhuǎn)極中心智熒屏的距離l’時(shí)，電子束講被軸向外磁場(chǎng)再次聚焦成一個(gè)看法。實(shí)驗(yàn)步驟先斷開電源，安裝好縱向磁感線圈，接線柱向外擱置，注意接線極性。翻開電源，置直流電源檔，調(diào)理聚焦、X軸位移，Y軸位移，使熒光屏中心出現(xiàn)一點(diǎn)。3.置溝通電源檔，使熒光屏上出現(xiàn)一條亮線，調(diào)整Y偏轉(zhuǎn)使其長(zhǎng)度適中。接通螺線管勵(lì)磁電流，使其由零逐漸增大，觀察熒光屏亮線的變化。當(dāng)聚成點(diǎn)時(shí)，記錄勵(lì)磁電流I1.連續(xù)增大電流，當(dāng)?shù)诙尉鄢梢稽c(diǎn)時(shí)，記錄勵(lì)磁電流I2及加快電壓VA1.求相當(dāng)于一次聚焦時(shí)勵(lì)磁電流I=I1?I21?2依照原理部分的推導(dǎo)確定求B的公式，導(dǎo)出計(jì)算e/m的公式，并計(jì)算其值（其中L’=0.138m，K=0.79，N=1160，L=0.23m）B=K?0nI（n=N/L）e/m=8?2U2/B2d211位除去地磁場(chǎng)的影響，可將螺線管東西方向擱置，或改變勵(lì)磁電流方向測(cè)兩次取均勻值。7.改變VA1重復(fù)測(cè)量幾次，取均勻值。實(shí)驗(yàn)儀器：LB-EB3型電子束實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析一、地磁測(cè)量計(jì)算：2A1??則由2得計(jì)算得B?3.5?10-5T=0.350G則?4.24+4.14+4.5?4.29㎜3?A?0.18㎜?B=0.1㎜所以不確定度為?㎜則D=D±?=4.3±0.2㎜則B?5310T??5103T結(jié)果表示為B=B±?=3.50±0.16T相對(duì)不確定度E=二、荷質(zhì)比的測(cè)量：B=K?0nI（n=N/L）e/m=8?2U2/B2d2(U2=VA1,d=l’)其中L’×100%=-1.1%×100%=3.50B0數(shù)據(jù)辦理：對(duì)第一組數(shù)據(jù)：I?I1?I20.6?1.24??0.61A，,獲得磁場(chǎng)強(qiáng)度23e8?2u28?3.142?800?22=?1.69?1011C/kg.獲得電子的荷質(zhì)比122?62mBd7.14?10?0.138同理得：第二組：I=0.63A,荷質(zhì)比e-11=1.71?10C/kgm第三組：I=0.64A,荷質(zhì)比e=1.72?10-11C/kgm則電子荷質(zhì)比e1.71?1.69?1.72?1011?1.71?1011C/kg=3m1.71?1.76?100%?2.8%1.76相對(duì)誤差E=綜合以上大量實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：1.原子不是不可以切割的，由于借助于電力的作用、迅速運(yùn)動(dòng)的原子的碰撞、紫外線或是熱，都能夠從原子里撤出帶負(fù)電的粒子；這些粒子擁有的質(zhì)量并帶有相同的負(fù)電荷，不論它們是從哪一種原子里獲得的；而且它們是所有原子的一個(gè)構(gòu)成部分；這些粒子的質(zhì)量小于一個(gè)氫分子質(zhì)量的千分之一。實(shí)驗(yàn)誤差分析本實(shí)驗(yàn)所測(cè)誤差為2.8%，相對(duì)較小，在誤差贊同的范圍之內(nèi)，惹起該誤差可能原因是：系統(tǒng)誤差和試驗(yàn)誤差；系統(tǒng)誤差是由試驗(yàn)的儀器和試驗(yàn)的方法以及試驗(yàn)的環(huán)境條件所產(chǎn)生的；試驗(yàn)誤差是試驗(yàn)的人的詳盡操作，和計(jì)算方法產(chǎn)生的。產(chǎn)生誤差可能原因：電子束與磁場(chǎng)沒有嚴(yán)格垂直以致誤差；2.電子束擁有必定寬度，以致測(cè)量誤差；133.測(cè)量者利用點(diǎn)一線法測(cè)半徑時(shí)沒有完好對(duì)齊以致隨機(jī)誤差；4.實(shí)驗(yàn)儀器精準(zhǔn)度不夠以致測(cè)量誤差；實(shí)驗(yàn)理論的不完滿(如沒有考慮電子的相對(duì)論效應(yīng))以致誤差。6.兩個(gè)人輪番讀數(shù)，相切得標(biāo)準(zhǔn)不一樣，其中存在必定誤差。在測(cè)量地磁場(chǎng)的水平重量時(shí)，旋轉(zhuǎn)90°或270°度時(shí)由于試驗(yàn)臺(tái)原因不可以防范的使實(shí)驗(yàn)者的實(shí)現(xiàn)與刻度板相背叛，使讀數(shù)產(chǎn)生誤差。在測(cè)量電子的荷質(zhì)比的試驗(yàn)中，不要將加快電壓調(diào)的太小，假如調(diào)的太小會(huì)是一次聚焦時(shí)聚成的光點(diǎn)太暗且模糊不清，影響實(shí)驗(yàn)。不要將螺旋管向來通電，通電時(shí)間長(zhǎng)，螺旋管會(huì)很明顯發(fā)熱，從而吃磁場(chǎng)強(qiáng)度產(chǎn)生變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。參照文件陳秉乾,舒幼生,胡望雨.電磁學(xué)專題研究.高等教育初版社.20xx.12:20xx重?。2]趙凱華，陳熙某.要點(diǎn)是場(chǎng)——與自學(xué)者談學(xué)習(xí)《電磁學(xué)》.北京工業(yè)大學(xué)初版社，1988.312~316[3]LB-EB3電子束實(shí)驗(yàn)儀使用說明書.南京浪博科教儀器研究所.20xx.06篇三：電子束的電偏轉(zhuǎn)與電子荷質(zhì)比的測(cè)定(張志林)HARBINENGINEERINGUNIVERSITY物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)題目：電子束的電偏轉(zhuǎn)與電子荷質(zhì)比的測(cè)定姓名：張志林物理實(shí)驗(yàn)授課中心實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)題目：電子束的電偏轉(zhuǎn)與電子荷質(zhì)比的測(cè)定二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫J(rèn)識(shí)示波管的基本構(gòu)造和電聚焦的原理；測(cè)量示波管的電偏轉(zhuǎn)敏捷度；認(rèn)識(shí)電子束縱向磁聚焦的基本源理；觀察磁聚焦現(xiàn)象，學(xué)慣用磁聚焦法測(cè)定電子比荷e/m。三、實(shí)驗(yàn)儀器：電子束實(shí)驗(yàn)儀、直流安培表、直流穩(wěn)壓電源、三用表三塊。14四、實(shí)驗(yàn)原理（原理圖、公式推導(dǎo)和文字說明）：示波管的基本構(gòu)造和靜電聚焦原理示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)板和熒光屏三部分構(gòu)成，如圖12-1所示。其中電子槍是示波管的核心零件。示波管的基本構(gòu)造圖，H′—鎢絲加熱電極；FA—聚焦電極；K—陰極；A—第二加快2陽(yáng)極；G—控制柵極；XX—水平偏轉(zhuǎn)板；A—第一加快陽(yáng)極；121—垂直偏轉(zhuǎn)板12電子槍由陰極K、柵極G、第一加快陽(yáng)極A、聚焦陽(yáng)極FA和1第二加快陽(yáng)極A等同軸金屬圓筒（筒內(nèi)膜片的中心的限制小孔）組2成。當(dāng)加熱電流從H，H′經(jīng)過鎢絲，陰極K被加熱后，筒端的鋇鍶氧化物涂層內(nèi)的自由電子獲得較高的動(dòng)能，從表面逸出。由于第一加快陽(yáng)極A擁有（相關(guān)于陰極K）很高的電壓（比方1100V），在1K-G-A之間形成強(qiáng)電場(chǎng)，故從陰極逸出的電子在電場(chǎng)中被加快，1形成一束電子射線，最后打擊在屏的熒光物質(zhì)上，發(fā)出可見光，在屏背能夠看見一個(gè)亮點(diǎn)。射線中的電子從電子槍“槍口”（最后一個(gè)加快電極A的小孔）2射出的速度v，由下面的能量關(guān)系決定z12mvz?eV2222z式中，U為A對(duì)陰極K的電位差，電子的最后射出速度v是相同的，與電子在電子槍內(nèi)的電位起伏沒關(guān)?？刂茤艠OG相關(guān)于陰極K負(fù)電位（見圖中電路），兩者相距很近，當(dāng)柵極G負(fù)的電位不很大時(shí)就足以把電子斥回，使電子束截止。用電位器R調(diào)理G對(duì)K的電壓，能夠控制電子槍射出電子的數(shù)量，1從而連續(xù)改變屏上光點(diǎn)的亮度。陰極發(fā)射的電子在電場(chǎng)的作用下，匯聚于控制柵極小孔周邊一點(diǎn)。在這里，電子束擁有最小的截面，今后，電子束又散射開來。為了把散射開來的電子束會(huì)聚起來，采用如圖12-2所示的靜電場(chǎng)裝置（靜電透鏡）。其作用原理以下：圖12-2電場(chǎng)聚焦原理15電子槍內(nèi)的聚焦電極FA與第二加快電極A構(gòu)成一個(gè)靜電透2鏡，此間的靜電場(chǎng)分布如圖12-2所示。虛線為等位線，實(shí)線為電力線，電場(chǎng)對(duì)Z軸是對(duì)稱分布的。電子束中某個(gè)散離軸線的電子沿軌道S進(jìn)入聚焦電場(chǎng)。在電場(chǎng)的前半?yún)^(qū)（左邊），這個(gè)電子遇到與電力線相切方向的作用力f。f可分解為垂直指向軸線的分力fr與平行于軸線的分力fz（圖中A區(qū)）。fr的作用使電子運(yùn)動(dòng)向軸線聚攏，起聚焦作用；fz的作用使電子沿Z軸線方向獲得加快度。電子抵達(dá)電場(chǎng)的后半?yún)^(qū)（右側(cè)）時(shí)，遇到的作用力f′起散焦作用?？紤]到電子在后半?yún)^(qū)的軸向速