电子束的电偏转和电聚焦

电子束的电偏转和电聚焦电子束的电偏转和电聚焦

一．实验目的一．实验目的

二．仪器和用具二．仪器和用具

三．实验原理三．实验原理

四．必修实验内容四．必修实验内容

五．选修实验内容五．选修实验内容

六．数据记录及处理六．数据记录及处理

七．思考题七．思考题

一．实验目的一．实验目的电子束的电偏转和电聚焦电子束的电偏转和电聚焦

1.1. 了解示波管结构了解示波管结构2.2. 了解电聚焦的原理了解电聚焦的原理3.3. 研究电子束在电场中的偏转规律研究电子束在电场中的偏转规律

一．实验目的一．实验目的

二．仪器和用具二．仪器和用具电子束的电偏转和电聚焦电子束的电偏转和电聚焦

1. 1. 电子和场实验仪电子和场实验仪2. 2. 信号发生器信号发生器3. 3. 信号放大器信号放大器4. 4. 三值电压表三值电压表 (( 测高压测高压 )) 等等

二．仪器和用具二．仪器和用具

三．实验原理三．实验原理电子束的电偏转和电聚焦电子束的电偏转和电聚焦

1. 电子枪结构

图图 1 1 电子枪结构示意电子枪结构示意

图中阴极图中阴极 KK 是一只金属圆柱筒，里面装有一根加热用的钨丝是一只金属圆柱筒，里面装有一根加热用的钨丝 ,, 当灯当灯丝通电时，把阴极加热到较高温度，在圆柱端部涂有钡和锶的氧丝通电时，把阴极加热到较高温度，在圆柱端部涂有钡和锶的氧化物，这种材料中的电子由于加热得到足够的能量会逸出表面，化物，这种材料中的电子由于加热得到足够的能量会逸出表面，并能在阴极周围空间自由运动，这种过程叫并能在阴极周围空间自由运动，这种过程叫热电子发射热电子发射。。

如图如图 11示波管的核心部分是电子枪示波管的核心部分是电子枪 (( 另外还有偏转板和荧光屏两部分另外还有偏转板和荧光屏两部分 ))

三．实验原理三．实验原理


1. 电子枪结构



1. 电子枪结构



1. 电子枪结构



1. 电子枪结构



2. 电子束的电聚焦原理








图图 2 2 电聚焦电聚焦















3. 电子束的电偏转

图图 3 3 电子束的电偏转电子束的电偏转







此式表明：此式表明：




这里，我们简单介绍两种型号的电子和场实验仪，这里，我们简单介绍两种型号的电子和场实验仪，面板示意图分别见图面板示意图分别见图 44 和图和图 55 。。

4. 电子和场实验仪面板说明


图图 4 EF-4S4 EF-4S 电子和场实验仪面板示意图电子和场实验仪面板示意图

三．实验原理三．实验原理 4. 电子和场实验仪面板说明


图图 5 EBF-IV5 EBF-IV 型电子和场实验仪面板示意图型电子和场实验仪面板示意图


图图 4 EF-4S4 EF-4S 型型图图 5 EBF-IV5 EBF-IV 型型




图图 4 EF-4S4 EF-4S 型型

图图 44 所示型号的面板图中，所示型号的面板图中，阴影部分阴影部分是提供是提供示波管工作所需示波管工作所需电压的输出端口及相关调节部件，电压的输出端口及相关调节部件，阴影部分右边框内阴影部分右边框内的相关的相关端口连到示波管相关电极上。端口连到示波管相关电极上。

阴影部分左边框内阴影部分左边框内相关部件或端口则相关部件或端口则提供真空二极管提供真空二极管(( 理想二极管理想二极管 )) 工作。工作。

图图 4 EF-4S4 EF-4S 型型图 4 EF-4S型

阴影部分阴影部分



图 4 EF-4S型

该型号实验仪所有电压和电流的测量都需加外设实现，该型号实验仪所有电压和电流的测量都需加外设实现，仪器仅提供示波管与二极管需要的基本工作电压。仪器仅提供示波管与二极管需要的基本工作电压。

由于它仅提供由于它仅提供基本工作电压，基本工作电压，因此它实验的因此它实验的可拓展性很强。可拓展性很强。



图图 5 EBF-IV5 EBF-IV 型型图图 5 EBF-IV5 EBF-IV 型型图图 5 EBF-IV5 EBF-IV 型型

EBF-IVEBF-IV 型电子和场实验仪对型电子和场实验仪对示波管和二极管的供电电路示波管和二极管的供电电路都已经连接好，并且对电流都已经连接好，并且对电流与电压的测量也配有数字电与电压的测量也配有数字电压表和数字电流表显示，不压表和数字电流表显示，不同量的测量由测量转换开关同量的测量由测量转换开关实现，该仪器还配有提供磁实现，该仪器还配有提供磁场的励磁电源，场的励磁电源，使用极为方使用极为方便，便，但它实验的但它实验的可拓展性很可拓展性很不强不强。。


四四 . . 必修实验内容必修实验内容电子束的电偏转和电聚焦电子束的电偏转和电聚焦

图图 6 6 电源与极板连接电源与极板连接

注意事项：注意事项：四四 . . 必修实验内容必修实验内容


1. 电聚焦实验


2. 图解法验证电偏转理论 ( 即验证 D∝Vd / V2)


2. 图解法验证电偏转理论 ( 即验证 D∝Vd / V2)

五．选修实验内容五．选修实验内容电子束的电偏转和电聚焦电子束的电偏转和电聚焦

1. 用 EF-4S 型电子和场实验观测电信号波形和观测利萨茹图形

五．选修实验内容五．选修实验内容

五．选修实验内容五．选修实验内容电子束的电偏转和电聚焦电子束的电偏转和电聚焦

2. 研究如何用外接电压表测 EBF-IV 型电子和场实验仪的有关电压

即加速电压、聚焦电压、电偏转电压和栅极电压即加速电压、聚焦电压、电偏转电压和栅极电压如何用外接电压表测量。如何用外接电压表测量。

3. 观察地磁场对电子束的作用

将仪器在水平面上旋转一周，将仪器在水平面上旋转一周，观察光点偏转位移的变化观察光点偏转位移的变化

六．数据记录及处理六．数据记录及处理电子束的电偏转和电聚焦电子束的电偏转和电聚焦

六．数据记录及处理六．数据记录及处理

六．数据记录及处理六．数据记录及处理电子束的电偏转和电聚焦电子束的电偏转和电聚焦

七．思考题七．思考题电子束的电偏转和电聚焦电子束的电偏转和电聚焦

七．思考题七．思考题

Documents

电子束的电偏转和电聚焦