《实验十四电子束的电聚焦和磁聚焦实验十八电子束线的电聚焦》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验十四电子束的电聚焦和磁聚焦实验十八电子束线的电聚焦（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验十四 电子束线的电聚焦与磁聚焦实验目的1研究带电粒子在电场和磁场中聚焦的规律。2了解电子束线管的结构和原理。3掌握测量电子荷质比的一种方法。图4181HKGOA1电子轨迹图4183电子电力线等位线ZFrFFzFzFrF电力线ZV1V2 图4182V1V2A1A1A2A2等位面实验仪器SJSS2型电子束实验仪。实验原理1电聚焦原理从示波管阴极发射的电子在第一阳极A1的加速电场作用下，先会聚于控制栅孔附近一点（图4181中O点），往后，电子束又散射开来。为了在示波管荧光屏上得到一个又亮又小的光点，必须把散射开来的电子束会聚起来，与光学透镜对光束的聚焦作用相似，由第一阳极A1和第二阳极A2组成电
2、聚焦系统。A1、A2是两个相邻的同轴圆筒，在A1、A2上分别加上不同的电压V1、V2，当V1V2时，在A1、A2之间形成一非均匀电场，电场分布情况如图4182所示，电场对Z轴是对称分布的。电子束中某个散离轴线的电子沿轨迹S进入聚焦电场，图4183画出了这个电子的运动轨迹。在电场的前半区，这个电子受到与电力线相切方向的作用力F。F可分解为垂直指向轴线的分力Fr与平行于轴线的分力FZ。Fr的作用使电子向轴线靠拢，FZ的作用使电子沿Z轴得到加速度。电子到达电场后半区时，受到的作用力F可分解为相应的Fr和FZ两个分量。Fz分力仍使电子沿Z轴方向加速，而Fr分力却使电子离开轴线。但因为在整个电场区域里电
3、子都受到同方向的沿Z轴的作用力（FZ和FZ），由于在后半区的轴向速度比在前半区的大得多。因此，在后半区电子受Fr的作用时间短得多。这样，电子在前半区受到的拉向轴线的作用大于在后半区受到离开轴线的作用，因此总效果是使电子向轴线靠拢，最后会聚到轴上某一点。调节阳极A1和A2的电压可以改变电极间的电场分布，使电子束的会聚点正好与荧光屏重合，这样就实现了电聚焦。2磁聚焦原理图4184hB（Z）vvv将示波管的第一阳极A1，第二阳极A2，水平，垂直偏转板全连在一起，相对于阴极板加一电压VA，这样电子一进入A1后，就在零电场中作匀速运动，这时来自交叉点（图4181中O点）的发散的电子束将不再会聚，而在荧光
4、屏上形成一个面积很大的光斑。下面介绍用磁聚焦的方法使电子束聚焦的原理。在示波管外套一载流长螺线管，在Z轴方向即产生一均匀磁场B，电子离开电子束交叉点进入第一阳极A1后，即在一均匀磁场B（电场为零）中运动，如图4184所示。v可分解为平行B的分量v和垂直于B的分量v，磁场对v分量没有作用力，v分量使电子沿B方向作匀速直线运动；V分量受洛仑兹力的作用，使电子绕B轴作匀速圆周运动。因此，电子的合成运动轨道是螺旋线（见图4184），螺旋线的半径为 （4181）式中m是电子的质量，e是电子的电荷量。电子作圆周运动的周期为欣（4或1签8珍2）计从（蛾4洗18撑2采）式的看出墨，枯T赞与苗v泻弟无关耍，即刮
5、在同艇一磁渴场下爱，不敲同速瓶度的很电子樱绕圆吧一周嫩所需赖的时婚间是甘相等呢的，汁只不区过速铃度大绘的电邻子绕乐的圆厉周大遇，速根度小算的电音子绕狡的圆灿周小枝而已蔑。罢螺旋应线的演螺距芒为培h戴早T埋v狼芦幕v稍钳姑堪仔廉莲疲粪德芒郊丰桑登 （轮4今18蚂3火）佩在示该波管朽中，疫由电翁子束奶交叉赴点射文入均赌匀磁族场中朴的一选束电缓子流辣中，周各电铁子与债Z乡轴的斯夹角果捐是不招同的图，但珠是夹腔角尽末都很茂小。筐则滚v嫌录楼由于虎v歌晌不同盛，在淋磁场故的作润用下愚，各按电子则将沿樱不同撒半径毒的螺阻旋线顽前进橡见（微4颈18键吨1）己式）甲，但植由于评各电览子的欢v燥泪分量燥近似商相
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