实验目的:
本实验旨在研究电子束在电场和磁场作用下的偏转及聚焦现象,通过实验验证洛伦兹力公式和电场对带电粒子的作用规律。同时,加深对阴极射线管工作原理的理解,并掌握其基本操作方法。
实验设备:
1. 阴极射线管(CRT)
2. 稳压电源
3. 偏转板
4. 聚焦线圈
5. 电压表
6. 电流表
7. 标尺
8. 测微目镜
实验原理:
当电子从阴极射出后,经过加速电场获得一定速度,进入偏转区域时受到外加电场或磁场的作用而发生偏转。如果施加适当的聚焦磁场,则可以使电子束重新会聚成一条细线。
实验步骤:
1. 将阴极射线管连接到稳压电源上,并确保所有仪器正常工作。
2. 调整加速电压至指定值,观察荧光屏上的光点位置。
3. 在垂直方向施加偏转电压,记录不同电压下光点的位置变化。
4. 改变水平方向的偏转电压,重复上述测量过程。
5. 使用聚焦线圈调节磁场强度,观察电子束是否能够被正确聚焦。
6. 记录实验数据并绘制相关曲线图。
数据分析:
通过对实验数据进行处理,可以得到电子束在不同条件下的偏转角度以及聚焦效果的好坏。根据这些结果,我们可以进一步计算出电子的质量、电量等物理量。
结论:
通过本次实验,我们成功地观察到了电子束在电场和磁场作用下的偏转现象,并且验证了理论模型的准确性。此外,还掌握了如何调整参数以实现最佳的聚焦效果。这对于理解现代物理学中关于粒子运动的基本概念具有重要意义。
注意事项:
- 操作过程中请务必小心谨慎,避免损坏设备。
- 实验结束后,请及时关闭所有电源开关。
- 如果发现任何异常情况,请立即停止实验并向指导教师报告。
以上即为此次“大学物理实验电子束的偏转与聚焦”实验报告的主要内容。希望每位同学都能从中有所收获!