電子荷質(zhì)比的測定試驗報告

1、大學(xué)物理實驗報告實驗名稱磁聚焦法測電子荷質(zhì)比實驗日期2010-04-24實驗人員袁淳【實驗?zāi)康摹?. 了解電子在電場和磁場中的運動規(guī)律。2. 學(xué)習(xí)用磁聚焦法測量電子的荷質(zhì)比。3. 通過本實驗加深對洛倫茲力的認(rèn)識?！緦嶒瀮x器】FB710電子荷質(zhì)比測定儀?！緦嶒炘怼慨?dāng)螺線管通有直流電時，螺線管產(chǎn)生磁場，其磁感應(yīng)強度的方向，沿著螺線管的方向。電子在磁場中運動， 其運動方向如果同磁場方向平行，則電子不受任何影響；如果電子運動力向與磁場方向垂直，則電子要受到洛倫茲 力的作用，所受洛倫茲力為：F evB將運動速度分解成與磁感應(yīng)強度平行的速度vn和與磁感應(yīng)強度垂直的速度V丄。vn不受洛倫茲力的彩響，繼續(xù)沿

2、軸線做勻速直線運動。V丄在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，其方程為:FevB = Ye vm rB由陰極發(fā)射的電子，在加速電壓的作用下獲得了動能，根據(jù)動能定理，1 2 -mv - eu2e _ 2Um (rB)2保持加速電壓不變，通過改變偏轉(zhuǎn)電流厶產(chǎn)生不同大小磁場，保證電子束與磁場嚴(yán)格垂直，進(jìn)而測量電子束的圓軌跡半徑二 就能測量電子的刃加值。螺線管中磁感應(yīng)強度的計算公式以表示.式中o=4兀Xl(TH/ni。艸是螺線管的總匝數(shù)=130匝；斤為螺線管的平均半徑二158血。得到最終式:e _(25) UR? m12 )N/r)2= 3.65399x10J(c/g)測出與U與I相應(yīng)的電子束半徑/即可求

3、得電子的荷質(zhì)比。頁腳【實驗步驟】1. 接通電子荷質(zhì)比測定儀的電源，使加速電壓定于120V,至能觀察到翠綠色的電子束后，降至100V；2. 改變偏轉(zhuǎn)電流使電子束形成封閉的圓，緩慢調(diào)節(jié)聚焦電壓使電子束明亮，緩慢改變電流觀察電子束大小和 偏轉(zhuǎn)的變化；3. 調(diào)節(jié)電壓和電流，產(chǎn)生一個明亮的電子圓環(huán)；4. 調(diào)節(jié)儀器后線圈的反光鏡的位置以方便觀察；5. 移動滑動標(biāo)尺，使黑白分界的中心刻度線對準(zhǔn)電子槍口與反射鏡中的像，采用三點一直線的方法分別測出 電子圓左右端點和S,并記錄下對應(yīng)的電壓值和電流值L6. 根據(jù)廠= g(S|S()得到電子圓的半徑，代入最終式求出e/m.7. 改變口 z得到多組結(jié)果，求出平均值，與

4、標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，求出相對誤差【實驗數(shù)據(jù)】標(biāo)準(zhǔn)值”加=1.75881962X 10” (C/kg)電壓 U(V)電流1(A)標(biāo)尺讀數(shù)電子束半 徑于(mm)r (mm)荷質(zhì)比“加 (io11 C/kg)荷質(zhì)比/加(10 C/kg)相對誤 甕ESo (mm)Si (mm)1231101.6060.0121.030. 529. 831. 7641.8002. 346%61.0119.029.061.0121.030.04561052. 0073.0120.023. 522. 831.84076.011&021.072.0120.024.07891021. 7066.0121.027. 526. 831. 79166.0116.025.065.0121.028.01011121001.5060.0120.030.030. 001.80559.0118.029. 559.0120.030.5【數(shù)據(jù)處理過程】1 1.根據(jù)r = (5, -50)計算出廠，得到每個和Z對應(yīng)的廠u -2.根據(jù)e!m = 3.65399 xlO12 百亍計算出每個幺/加，得到e/m-i.sooxio (c/kg)I e/m-e/m I3.將得到的/加與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得到相對誤差E二XlUU/b吃.346%【誤差分析】1. 電子束與磁場沒有嚴(yán)格垂直導(dǎo)致誤差;2. 電子束具有一定寬度，導(dǎo)致測量誤差;3. 測