5磁聚焦法测定电子荷质比

实验五磁聚焦法测定电子荷质比带电粒子的电量与质量的比值称荷质比，是带电微观粒子的基本参量之一.荷质比的测定在近代物理学的发展中具有重大的意义，是研究物质结构的基础.1897年，汤姆逊(JJThomson)正是在对“阴极射线”粒子荷质比的测定中，首先发现电子的.测定荷质比的方法很多，汤姆逊所用的是磁偏转法，本实验采用了磁聚焦法.【实验目的】1.学习测量电子荷质比的方法：2.了解带电粒子在电磁场中的运动规律及磁聚焦原理.【实验原理】1.示波管的简单介绍加速电极本实验所用的8SJ31型示波管的构HKGAA造以及有关几何参数如图1所示.阴极K是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，经灯丝加热后温度上升，一部分电子作逸出功后脱离金属表面31.5成为自由电子发射.自由电子在外电280单位均为丽场作用下形成电子流.栅极G为顶端开有小孔的圆筒，套在阴极之外，其图1示波管结构电位比阴极低，使阴极发射出来具有一定初速的电子，通过栅极和阴极间的电场时减速.初速大的电子可以穿过栅极顶端小孔射向荧光屏，初速小的电子则被电场排斥返回阴极.如果栅极所加电位足够低，可使全部电子返回阴极.这样，调节栅极电位就能控制射向荧光屏的电子射线密度，即控制荧光屏上光点的亮度，这就是亮度调节.记符号为“¤”.为了使电子以较大的速度打在荧光屏上，使荧光物质发光亮些，在栅极之后装有加速电极，相对于阴极，其电压一般为1KV至2KV.加速电极是一个长形金属圆筒，筒内装有具有同轴中心孔的金属膜片，用于阻挡离开轴线的电子，使电子射线具有较细的截面.加速电极之后是第一阳极A1和第二阳极A2.第二阳极通常和加速电极相连，而第一阳极对阴极的电压一般为几百伏特.这三个电极所形成的电场，除对阴极发射的电子进行加速外，并使之会聚成很细的电子射线，这种作用称为聚焦作用.改变第一阳极的电压，可以改变电场分布，使电子射线在荧光屏上聚焦成细小的光点，这就是聚焦调节，记符号为“⊙”.当然，改变第二阳极的电压，也会改变电场分布，从而进一步改变电子射线在荧光屏上聚焦的好坏，这是辅助聚焦调节，记符号为“O”.为使电子射线能够达到荧光屏上的任何一点，必须使电子射线在两个互相垂直的方向上都能偏转，这种偏转可以用静电场或者磁场来实现.一般示波管采用静电场使电子射线偏转，称静电偏转.静电偏转所需要的电场，由两对互相垂直的偏转板提供.其中一对能使电子射线在X方向偏转，称X向偏转板D.另一对能使电子射线在Y方向偏转，称Y37