电子束在电场和磁场中的运动 带电粒子在电场和磁场中的运动使近代科学技术应用的许多领域中经常遇到的一种物理现象。如示波器、电视显像管、摄像管、雷达指示器、电子显微镜等设备，其功能虽各不相同，但它们有一个共同点，就是都利用了电子束的聚焦和偏转，电子束的聚焦和偏转可以通过电场和磁场对电子的作用来实现。本试验主要研究电子束在电场、磁场作用下的偏转及聚焦。 【实验目的】 1．了解示波管的基本结构。 2．理解带电子粒子在电场、磁场中的运动规律及聚焦原理。 3．学习电子荷质比的测量方法。 【实验原理】 1.阴极射线管(示波管)的基本结构， 如图一所示，示波管有电子枪，偏转板，和荧光屏三部分组成，其中电子枪是示波管的核心部分。电子枪由阴极K、 栅极G 、聚焦阳极A1、第二阳极A2 等同轴金属圆筒组成。垂直偏转板Y 、水平偏转板X 、荧光屏S。阴极被灯丝加热而发射电子，电子受阳极的作用而加速， 2 形成一束电子射线，打在荧光屏上。 电子从阴极发射出来时，可以认为它的初速度为零。电子枪内阳极Ａ２相对阴极Ｋ具有几百甚至几千伏的加速正电压 U2，它使电子沿轴向加速。电子从速度为 0 到达Ａ２时速度为 v。 由动能定理2221eUmv 知： meU22 （1） 控制栅极 G 相对于阴极 K 具有负电位，两者相距很近（约十分之几毫米），其间形成的电场对电子有排斥作用。用电位器 R1 调节 G 对 K 的电位，可以控制电子枪射出的电子数目，即控制屏上的光电亮度。 2.电子束的电偏转 过阳极Ａ2 的电子具有 ν 的速度进入两个相对平行的偏转板间。若在两个偏转板上加上电压Ud，两个平行板间距离为ｄ。则平行板间的电场强度 E=Ud/d, 电场强度的方向与电子速度 ν 的方向相互垂直。如图二所示： 图二 设电子的速度方向为Ｚ（沿轴向），电场方向为Ｙ轴。当电子进入平行板空间后收到垂直于z 方向的电场力作用，在z 方向作匀速直线运动，在y 方向作初速度为零的匀加速运动。设平行板的长度为l ，电子通过l 所需的时间为ｔ，则有 vlt （2） 电子在平行板间受电场力的作用，电子在与电场平行的方向产生的加速度大小为 ay=eE/m，其中 3 ｅ为电子的电量，ｍ为电子的质量。当电子射出平行板时，在ｙ方向电子偏离轴的距离 2212121tmeEtayy （ 3） 电子离开电场的速度为 tmeEtavvyyz 不变， 将meUvEdUvltd22 和、带入（3），得 dUlUyd22141 （ 4） 由图二...
