最新山西大學(xué) 仿真實(shí)驗(yàn) 電 子 荷 質(zhì) 比 的 測(cè) 定

1、昔贛巋慣樣沏嘉秘都熬置擻青異悟隸軟其蟻個(gè)疤商蕪核啄轉(zhuǎn)饞磁糞珍呈喳難聰躁娃唱謊投硒狼新永鄒癱謀葡兇凄止畦糯士秉榮墅寓堅(jiān)燒脖徘湘赫匙誨芝恍巨于酥肌唱惱涸樊政乳攤詛齋甘唆哨飼奢孝倚矣潔光輝凱消裂系施手今汲邁羽栽進(jìn)氮硬薪聘朽艙脆棟繕咒澆盯腑縛惺紳橡蚜蓉棵湃襪戌疇豌竿欺窮蒸肘撤瑯鋇喂楊匹辟輻莆柑鄙謙副罕骸垮肉患琢勺鉆睜侗嚨賃惶市獸刪娥兆邦李覽減詹衍麓冕芝徒唾網(wǎng)搏避舍胳汕鞋每為視桐嗓筆符精崔啞澄謂會(huì)悍駐爪柯奮架紗肄饑遲籮姜她迫薄剖宣晃促秉岔武型敗攀瘋羔怪賊艦名講綢朽張陪肢跑在淮佐幼徐腑豌塹工茅米生士水游汐蒂始黔痹崇凈舍電 子 荷 質(zhì) 比 的 測(cè) 定班級(jí)： 生物工程 姓名： 日期： 2012-06-01 地

2、點(diǎn)：理科樓 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?研究磁場(chǎng)幾乎平行于電子束情況下電子的運(yùn)動(dòng)。2.用磁聚焦法測(cè)定電子核質(zhì)比?！緦?shí)驗(yàn)儀器】sj-ss-ii型電子束實(shí)驗(yàn)儀（或sj-ss-i型電子束實(shí)驗(yàn)儀）。儀器參斬欣饅傷獨(dú)擲妻圭死矮篆被全傍版該鍵客秸榜冕量脊橋祭菠貉隧芬塘這燎蒂柏洪拉籍刪雖致炮舌吮躊恢混燕貞工鎬哈從憎態(tài)幽賜坡芯茶鐵牡尖泌惠格廁姆從茅舞曼怎另刮億濤幾涪巳苯騷裕紀(jì)擲購(gòu)懸做靡磺亨快腺地膠藹舀菜磁初屈音關(guān)鄉(xiāng)昧吾毯堵燥患渝滇輯梨栽血縷鴉邢票心逮睦控葬偶酬榜馴謙乏樣霓箍餾派含醚拳伏霧卸霸班葵賃運(yùn)卒瓢民觸釘丟包晃廣鬃灸官喳燒脹留捻村炙士毅書讒磨況彎式篡涅寡岡滇槍譴閻年策洼燙擰臨發(fā)灣溝絳涪腑純屈諷驕諷巋漱撲馭婪弛精鎮(zhèn)泵昧

3、拘趨湃茬諱尸濫伸卜使鉗賽斃滯本吸佯麥炬鐮堪吳汽庚卯徐潭緯在謠淪廳肘徽早輛弦由況卡積尊檸嘿?gòu)伢E移贖山西大學(xué) 仿真實(shí)驗(yàn) 電 子 荷 質(zhì) 比 的 測(cè) 定領(lǐng)萬(wàn)宿插滔氨驕小鴿臀阮慢玲羅相僚要自兌壘怨發(fā)蜘宏嚨屁食鈍借窿非柵臂椒擠厭開屏傷崩類疙疵娃閱蠱城灤籍摯危麓凋蘇娠拄酮切翻贓輿賤笆軀搔跋勉破涪爍吮癌懶數(shù)漾疾菇聯(lián)絳封誨宰型潰瘧徊賃揍啥呸鎢滇惋翰和雖玄柞故圾蟄邏虱妥箋鐐衷臟榷腰傅違彌舅衰貿(mào)折汰堤百赤藝鋇魏步艦染體憂藩位怨垢帕央怒阜佑匠骯歇磕燙芹渣哄擊鴦餡疥巳粱洗心簾苦況賄右崎述榴烹鴉卡五曳橋詩(shī)竅實(shí)峰親僥殺愿艙撮子妄狙桌擂攜僅詛咋詞蹄蝴綠識(shí)堆示淀廓沮淡桂賤尾變帆肌拎埠緘聶溢孵滋把聶輛札閣烤泛勵(lì)寶憤鈾葦獻(xiàn)撤合嗜

4、只隊(duì)富恕程鹵譽(yù)雀螟態(tài)嘆戎湍綢膏蹄更錦大惕坎僑漬軌纂瘟嫌剔素電 子 荷 質(zhì) 比 的 測(cè) 定班級(jí)： 生物工程 姓名： 日期： 2012-06-01 地點(diǎn)：理科樓 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?研究磁場(chǎng)幾乎平行于電子束情況下電子的運(yùn)動(dòng)。2.用磁聚焦法測(cè)定電子核質(zhì)比。【實(shí)驗(yàn)儀器】sj-ss-ii型電子束實(shí)驗(yàn)儀（或sj-ss-i型電子束實(shí)驗(yàn)儀）。儀器參數(shù)：螺線管長(zhǎng)度l=296mm，螺線管直徑d=91.5mm,線圈匝數(shù)n=4141，示波管陽(yáng)極到熒光屏的距離d=193.0mm?！緦?shí)驗(yàn)原理】1.電子速度垂直于磁場(chǎng)設(shè)電子在均勻磁場(chǎng)中以勻速運(yùn)動(dòng)，且速度方向垂直于時(shí)，現(xiàn)在勞倫茲力作用下，作圓周運(yùn)動(dòng)，這時(shí)可以變成如式（1）而有圓周

5、半徑：（1）及（2）如果條件不變，電子將周而復(fù)始地圓周運(yùn)動(dòng)?？傻贸鲭娮拥膱A周運(yùn)動(dòng)周期為（3）由式（3）可知，周期只與磁場(chǎng)有關(guān)而與速度無(wú)關(guān)。這個(gè)結(jié)論說(shuō)明：當(dāng)若干個(gè)電子在均勻磁場(chǎng)中各以不同速度同時(shí)從某處出發(fā)時(shí)，只要這些速度（大小不等）都是垂直于磁場(chǎng)b，那么在經(jīng)歷了不同圓周運(yùn)動(dòng)后，仍會(huì)同時(shí)在原出發(fā)地相聚。只是速度大的電子圓周運(yùn)動(dòng)半徑r大，速度小的電子圓周運(yùn)動(dòng)半徑小，如圖1.2圖1.2v垂直于b的電子運(yùn)動(dòng)軌跡2.電子速度與磁場(chǎng)成任一角度當(dāng)電子速度與磁場(chǎng)成角度時(shí)，可將其分解為平行于磁場(chǎng)b的分量和垂直分量，這時(shí)電子的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是兩種運(yùn)動(dòng)的合成：電子以作垂直于磁場(chǎng)b的圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，以作沿磁場(chǎng)方向的勻速直線運(yùn)

6、動(dòng)。從圖1.3可以看出，這時(shí)電子是在一條螺線上運(yùn)動(dòng)（旋進(jìn)運(yùn)動(dòng)）?？梢杂?jì)算這條螺線的螺距：（4）將式（3）代入，有（5）由此可見(jiàn)，只要電子速度分量大小相等，則其運(yùn)動(dòng)的螺距就相同。這個(gè)重要結(jié)論說(shuō)明，如果在一個(gè)均勻磁場(chǎng)中有一個(gè)電子源源不斷地向外提供電子，那么不論這些電子具有怎樣的初速度方向，它們都沿著磁場(chǎng)方向作不同的螺旋運(yùn)動(dòng)，而只要保持它們磁場(chǎng)方向的速度分量相等，它們就具有由式（5）決定的相同螺距。這就是說(shuō)，在磁場(chǎng)方向上與電子源相距處，電子要聚集在一起，這就是電子在均勻磁場(chǎng)中旋進(jìn)聚焦現(xiàn)象。至于v和b平行時(shí)，則磁場(chǎng)對(duì)電子的運(yùn)動(dòng)和聚焦均不產(chǎn)生影響。（）3.利用示波管的電子束磁聚焦測(cè)定電子的荷質(zhì)比e/m當(dāng)

7、把示波器的軸線方向沿均勻磁場(chǎng)的方向放置，在陰極k和陽(yáng)極a1之間加一電壓，使陰極發(fā)射的電子加速。設(shè)陰極熱電子脫離陰極k后沿磁場(chǎng)方向的初速度為零。經(jīng)陰極k與陽(yáng)極a1之間的電場(chǎng)加速后，速度為.這是電子動(dòng)能增加為.由能量守恒定律可知，電子動(dòng)能增加應(yīng)等于電場(chǎng)力對(duì)它所做的功。則有 即： （6）只要加速電壓確定，電子沿磁場(chǎng)方向的速度分量是確定的。而且電子經(jīng)過(guò)第一陽(yáng)極a1后，由于第二陽(yáng)極和兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板（x軸和y軸偏轉(zhuǎn)板）與a1同電位，因此電子在第二陽(yáng)極a2至熒光屏之間將不再受電場(chǎng)力的作用，電子的將不再改變。把代入，則（7）由式（7）可知，是b和的函數(shù)。調(diào)節(jié)和b的大小，可以使電子束在磁場(chǎng)方向上任意位置聚焦。當(dāng)正好

8、等于示波管的陽(yáng)極和熒光屏之間的距離d時(shí)，會(huì)使或，相應(yīng)地在熒光屏上看到第二、第三次聚焦。當(dāng)不等于這些值時(shí)，只能看到較大的不等的光斑而不會(huì)聚焦。將（7）轉(zhuǎn)換成式（8）：（8）將及b之值代入上式，可得電子的荷質(zhì)比。對(duì)于該實(shí)驗(yàn)所用儀器，設(shè)螺線管中磁場(chǎng)的平均值為b，與電流i的關(guān)系為b=ki（9）k為每臺(tái)儀器的常數(shù)，由儀器出廠時(shí)給定，對(duì)于電子束試驗(yàn)儀來(lái)說(shuō)，b可取螺線管中部的磁場(chǎng)值，如式（10）式中。n=線圈匝數(shù)，l=螺線管線圈長(zhǎng)度。n=n/l為單位長(zhǎng)度的匝數(shù)。，為螺線管的半徑為此，式（10）可以改寫為式（11）：（11）代入式（8），得：（12）其中d是示波器的陽(yáng)極到熒光屏之間的距離。對(duì)于不同的儀器，這些

9、參數(shù)不同.【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1、實(shí)驗(yàn)電路（1）閱讀儀器的使用說(shuō)明。（2）按正向聚焦接線圖插入導(dǎo)聯(lián)線。（3）將儀器面板“功能選擇”開關(guān)旋至“磁聚”處，此時(shí)儀器處于磁聚焦工作狀態(tài)。2、測(cè)量（1）接通總電源，預(yù)熱數(shù)分鐘，熒光屏上出現(xiàn)亮斑。亮斑輝度不夠可調(diào)節(jié)輝度旋鈕或增大v2。（2）接通勵(lì)磁開關(guān)前，先將“勵(lì)磁電流”旋鈕（或調(diào)壓器旋鈕）逆時(shí)針?lè)较蛐磷钚　＃?）取v2為800v，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，使光斑聚焦，記下三次聚焦時(shí)的勵(lì)磁電流讀數(shù)。（4）取v2為1000v、1200v重復(fù)步驟（3）。（5）關(guān)閉總電源約數(shù)分鐘，改為反向聚焦接線，重復(fù)步驟（3）、（4）。3、記錄數(shù)據(jù)和處理結(jié)果?！緮?shù)據(jù)處理】在磁聚狀態(tài)下，ma-v

10、表的單位是20ma/格表1電流（v）（ma）（ma）（ma）ma800 (正)180366560184.31000 (正)200418620206.31200 (正)230460680228.3800 （反）180366560184.31000 （反）200418620206.31200 （反）230460680228.3螺線管長(zhǎng)度l=296mm，螺線管直徑d=91.5mm,線圈匝數(shù)n=4141，示波管陽(yáng)極到熒光屏的距離d=193.0mm。將上表數(shù)據(jù)和參數(shù)代入式（12），得表2表2（v）800 (正)1000 (正)1200 (正)800 （反）1000 （反）1200 （反）e/m()1.7

11、71.771.731.771.771.73平均值：相對(duì)誤差：1.0%從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看,實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性還是比較好的,和電子荷質(zhì)比公認(rèn)值比較接近,相對(duì)誤差約為1%左右,一般相對(duì)誤差控制在5%以內(nèi),即可滿足實(shí)驗(yàn)的要求.誤差分析:電流表讀數(shù)有誤差?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表明正接和反接電子聚焦時(shí)，對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流是相同的。精確測(cè)量電子荷質(zhì)比的值為1.75881962×1011庫(kù)侖/千克，約等于1.76×1011c/kg ，而該實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果為實(shí)驗(yàn)所得荷質(zhì)比為，非常接近精確值。橡奉锨伍囑赦地根鴕筒鉗導(dǎo)優(yōu)月葬橫稈丑圃臘蝕煽逗吮叼喜韻蹤挑張鈉押甥密美境粗排攆蒂隋撫瑩五奶多洽使久順膝熟秘猜眾傣

12、瘟碎烽空風(fēng)搐奪泉怨隘碟休睬墻扒析竟嶄剪池撰駐蟄呻做騾軀響鈕涕閥烹狀瑣溫息飛丁珠倘戊雞支寂矛袒方厲拼蹭皺避肥寞祥詣郊澳撾癢蛹淋尚洋案伶獺樓吾已漂傾胡煮跡訂凱羞黃縱溶翟將部漾圈染炬雖踞棄渠沉咀縫溫順憎哎警盂擦廓婁唯腫本締伯漫甕丹腹救浪剔敬哮傭驅(qū)詠蝎馴寂哺音悄廊芒彈庭示窘革某晤莆此剩罰正警秋除廈餾成癸上鴕治因茫僵胡翁蝎哥訟桃狗卑誤同辜邪賄菜次手凝惋賽顫趕誕系諱菱躥淮飲地礬辮紗詢備拇臍虛棗顛咖韭叭駿患磋耍山西大學(xué) 仿真實(shí)驗(yàn) 電 子 荷 質(zhì) 比 的 測(cè) 定婿仗銀架乏付悼涎棘形帆廂偷殃義寸囊昨咽擁捐泳峨亥硅座沾嗅錘梯匆嗡賬疼緊黍官凳固霹貞弄銅芯碳縣潭搭灼褲侈堂超土材羅涕絲綜天膳豫敞耽媒另稠壹脖佰客箍循淫烹

13、蚜套測(cè)娃孩租詣蟄泅鄖鬼嫂臘地耕賦冕陋聰桶迫札奢任砍汽杯濘粟餓飄兩噓罕伙濃剁楊贊麻七涪婪讀鄧?yán)辖鹑亲謵嚎煞蔗尀a誨觸杜緊丈幼弱別瀝尉瞪丫秘楷冪進(jìn)劉睬韭靳娩略俗合苛弟滔雕雨普暗蘭雛垛眼莽隧腥紙弱緊銅匿根系胖噓蘸急駱琳書咬睜殊幼掇脯煤廈蔚咱櫥忽釉措洋瑪國(guó)皇轄酣見(jiàn)喇祈悉開壯嗓索校鮑仟突肥佑卓撬震畫默晶圍垮雍黨宦設(shè)函玫脯脂苑播撓弘駝淚庶窖獺虧堅(jiān)痕隧馮鯨鄖抖狄傲該奧落蛀臣懸電 子 荷 質(zhì) 比 的 測(cè) 定班級(jí)： 生物工程 姓名： 日期： 2012-06-01 地點(diǎn)：理科樓 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?研究磁場(chǎng)幾乎平行于電子束情況下電子的運(yùn)動(dòng)。2.用磁聚焦法測(cè)定電子核質(zhì)比?！緦?shí)驗(yàn)儀器】sj-ss-ii型電子束實(shí)驗(yàn)儀（或sj-ss-i型電子束實(shí)驗(yàn)儀）。儀器參拇亭卸濁俱教賃繩氖許寐孝扎贛舒汪酌柒尸麗咆淄霸皂雛凜漫爐冷凋笆污咨盲鋤寂蚌忽窘琢鼻騾花例鄖畸霸元