电子束的偏转与聚焦 第1 页 南昌大学物理实验报告 学生姓名:___________ 学号:_______________ 专业班级:______________ 实验时间:_____时_____分 第____周 星期:______ 座位号:________ 电子束的偏转与聚焦现象 一、实验目的 1、了解示波管的构造和工作原理，分析电子束在匀强电场和匀强磁场作用下的偏转情况； 2、学会使用数字万能表和聚焦法测量电子荷质比的方法。 二、实验原理 1、示波管的结构 示波管又称为阴极射线管，其密封在高真空的玻璃壳之中，它的构造如图 1所示，主要包括三个部分：前端为荧光屏，（S，其用来将电子束的动能变为光），中间为偏转系统（Y：垂直偏转板，X：水平偏转板），后端为电子枪（K：阴极，G：栅极，A1：聚焦阳极，A2：第二阳极，A3：前加速阳极）。灯丝 H 用 6.3V 交流供电，其作用是将阴极加热，使阴极发射电子，电子受阳极的作用而加速。 K G A Y 1 S Y 2 G U 1 K U 2 图 1 电子束的偏转与聚焦 第2 页 图2 2 、电聚焦原理 电子射线束的聚焦是电子束管必须解决的问题。在示波管中，阴极被加热发射电子，电子受阳极产生的正电场作用而加速运动，同时又受栅极产生的负电场作用只有一部分电子能够通过栅极小孔而飞向阳极。栅极 G 的电压一般要比阴极 K 的电压低 20~100V,由阴极发射电子，受到栅极与阴极间减速电场的作用，初速度小的电子被阻挡，而那些初速度大的电子可以通过栅极射向荧光屏。所以调节栅极电压的高低可以控制射向荧光屏的电子数，从而控制荧光屏上的辉度。当栅极上的电压负到一定的程度时，可使电子射线截止，辉度为 0。 加速电极的电压比阴极电位高几百伏至上千伏。前加速阳极，聚焦阳极和第二阳极是由同轴的金属圆筒组成。由于各电极上的电压不同，在它们之间形成了弯曲的等势面、电场线。这样就使电子束的路径发生弯曲，这类似光线通过透镜那样产生了会聚和发散，这种电器组合称为电子透镜。改变电极间的电压分布，可以改变等势面的弯曲程度，从而达到电子束的聚焦。 3 、电偏转原理 在示波管中，电子从被加热的阴极 K 逸出后，由于受到阳极电场的加速作用，使电子获得沿示波管轴向的动能。令 Z 轴沿示波管的管轴方向从灯丝位置指向荧光屏；同时，从荧光屏上看，令 X 轴为水平方向向右，Y 轴为垂直方向向上。假定电子从阴极逸出是初速度忽略不计，则电子经过电势差为 U 的空间后，电场力做的功 eU 应等于电子获得的动能 2...
