电子在电磁场中的运动规律实验报告Word文档下载推荐.docx
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最终轨迹为一螺线,螺距h=VxT
由上两式可发现,T、h均与Vy无关。
从同一点出发的电子会在一个周期后距出发点一个螺距的地方相遇。
由上式得,荷质比
此实验所用长直螺线管的磁感应强度B可由下式计算:
所以,
μ=4π*10-7亨/米
N=526±
2
L=0.234m
D=0.09m
螺距h=0.145m
三、实验仪器
DH4521电子束测试仪
四、实验步骤
1、开启电源,适当调节辉度、聚焦,使屏上光点聚成一细点。
2、光点调零。
在“X(或Y)调节”处调节,先使电压表示数为零,然后调节调零旋钮,使光点位于中心点。
3、电偏转:
测量偏转量D随偏转电压U的变化。
给定阳极电压U2,改变偏转电压,测量一组数据,再改变U2,测量另一组数据。
先测Y轴,再测X轴上的,并求电偏转灵敏度D/Ud。
4、电聚焦:
固定阳极电压U2,调节对应聚焦旋钮,使光点达到最佳聚焦效果,读出聚焦电压U1,再改变阳极电压重新测量。
计算U2/U1。
5、磁偏转:
给定U2,测量偏转量D与偏转电流I的变化。
将磁偏转电流输出与输入相连。
调节电流改变D。
再改变U2,再测数据。
求灵敏度D/I,并解释为什么U2不同,灵敏度不同?
6、磁聚焦:
将“电子束-荷质比”打至荷质比,U2调至700V。
将励磁电流调节旋钮逆时针调节到头,并将励磁电流输入与输出相连。
电流换向开关打向正向,调节输出调节旋钮,加大电流,直至荧光屏上直线一边旋转一边缩短至一个小光点,读取电流值I正。
再将开关打至反向,同理得I反。
再改变U2重复上述步骤。
测出荷质比e/m。
五、数据记录与处理
Dx(mm)
4
8
12
16
20
22
25
27
30
Ud(600V)
3.3
6.6
10
13.3
16.3
17.9
20.2
21.8
24
Ud(700V)
3.7
7.6
11.4
15.2
18.7
20.6
23.4
25.2
27.7
Dy(mm)
3
6
13
23
26
3.9
7.8
17.4
21.6
32
35.6
40.7
4.7
9.5
15.7
20.5
31.8
35.9
40.8
46.9
灵敏度600V时为1.25mm/V,700V时为1.08mm/V。
灵敏度600V时为0.722mm/V,700V时为0.639mm/V。
(二)电聚焦
U2
600
700
800
900
1000
U1
140
164
184
202
219
平均
U2/U1
4.29
4.27
4.35
4.46
4.57
4.38
(三)磁偏转
D(mm)
14
18
I(600V)
42
59
80
101
122
142
161
180
I(700V)
21
46
65
88
111
132
151
174
195
灵敏度600V时为0.1005m/A,700V时为0.0925m/A。
(四)磁聚焦
I励\V阳(V)
I正
1.52
1.6
1.7
1.78
I反
1.59
1.75
1.89
I平均
1.555
1.65
1.725
1.835
e/m(C/kg)
1.56404E+11
1.58756E+11
1.63408E+11
1.60449E+11
平均值:
1.59754E+11(C/kg)
标准值:
e/m=1.76E+11(C/kg)
百分差E=10%
六、实验结论与误差分析
1、理论上,阳极电压越大,粒子进入偏转板速度越大,在y方向上加速时间越短,所以偏转量越小。
因而电偏转中,电压越低,偏转灵敏度越高。
图像比较符合理论,误差为偶然误差,读数偏差。
2、电聚焦中,比例约为4.4。
图像比较不符合理论,截距太大,可能原因:
1、低电压时读数不准、偏大;
2、仪器故障。
3、磁偏转中,阳极电压不同,粒子初速不同,磁场中偏转半径不同,因而灵敏度不同。
4、磁聚焦结果与实际值接近,但偏小10%。
可发现数据中I反明显大于I正,可能是读数时I反读大了;
同时也有π计算时取小了的原因(影响不大)。
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