1 / 7 实验二十三电子射线的电聚焦与磁聚焦一、实验目的1． 掌握带电粒子在电场和磁场中的运动规律，学习电聚焦和磁聚焦的基本原理和实验方法；2． 掌握利用磁聚焦法测定电子荷质比的基本方法。二、实验装置TH-EB型电子束实验仪；米尺，游标卡尺三、实验原理1．电聚焦原理电子束电聚焦原理如图1 所示，在示波管中，阴极K 经灯丝加热发射电子，第一阳极 A1加速电子，使电子束通过栅极G的空隙，由于栅极电位与第一阳极电位不等，在它们之间的空间便产生电场，这个电场的曲度像一面透镜，它使由阴极表面不同点发出的电子在栅极前方汇聚，形成一个电子聚焦点。由第一阳极和第二阳极组成的电聚焦系统，就把上述聚焦点成像在示波管的荧光屏上。由于该系统与凸透镜对光的会聚作用相似，所以通常称之为电子透镜。电子束通过电子透镜能否聚焦在荧光屏上，与第一阳极VA1和第二阳极VA2的单值无关，仅取决于它们之间的比值F。改变第一阳极和第二阳极的电位差，相当于改变电子透镜的焦距，选择合适VA1与 VA2的比值，就可以使电子束的成像点落在示波管的荧光屏上。在实际示波管内，由于第二阳极的特点结构，使之对电子直接起加速作用，所以称为加速极。第一阳极主要是用来改变VA1与 VA2比值，便于聚焦，故又称聚焦极。改变VA2也能改变比值 VA1/V A2，故第二阳极又能起辅助聚焦作用。2．磁聚焦原理电子束磁聚焦的原理见图2 所示，设一速度为v，在一磁6.3VFKGVA1A1A2VA2屏电子轨迹Z等位面图 1 电子束电聚焦原理xyvhvh图 2 电子束磁聚焦原理2 / 7 感应强度为B 的均匀磁场中运动的电子，电子将受到洛仑兹力的作用，将v 分解成与B 平行的分量和与B垂直的分量vh，电子沿着B 的方向运动时不受力，故沿B 的方向作匀速直线运动。电子在垂直于B的方向运动时电子所受的洛仑兹力为：f 的方向与 υh垂直，故该力只改变电子运动的方向，不改变电子速度的大小，结果使电子在垂直于B 的平面内以半径为R的圆作匀速圆周运动。根据牛顿第二定律可知：式中 m为电子的质量，R为电子作圆周运动时的轨道半径，可以表示为：电子旋转一周所需的时间为：由此可知，当B保持不变，电子的速度vh不同时，电子作圆周运动的半径是不同的，但是电子旋转一周所需的时间（周期）相同，与电子的速度无关。v 垂直于 B 时电子的运动轨迹如图2 所示。从图 2 可知，如果有很多电子都从磁场中的同一点出发，各电子运动速度vh的数值各不相同，但经过T 时间后，都同时回...
