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1、 电子荷质比电子荷质比 e/m e/m 是一常用是一常用的物理常数，它的定义是电子的的物理常数，它的定义是电子的电荷量与其质量的比值，经现代电荷量与其质量的比值，经现代科学技术的测定，电子荷质比的科学技术的测定，电子荷质比的标准值是：标准值是：1.759*101.759*101111C/KgC/Kg 第1页/共21页一、实一、实 验验 原原 理理第2页/共21页 当力的方向是垂直于速度方向时，电子的运动轨迹是一个圆，当力的方向是垂直于速度方向时，电子的运动轨迹是一个圆，力的方向指向圆心，完全符合圆周运动的规律，所以作用力与速度力的方向指向圆心，完全符合圆周运动的规律，所以作用力与速度又有又有则
2、由公式转换得则由公式转换得：当一个电荷以速度当一个电荷以速度v v垂直进入均匀磁垂直进入均匀磁场时，电子要受到洛伦兹场时，电子要受到洛伦兹LorentzLorentz力的作力的作用，它的大小可由公式用，它的大小可由公式第3页/共21页 实验装置是用一电子枪，在加速电压实验装置是用一电子枪，在加速电压 u u 的驱使下，射出电的驱使下，射出电子流，因此子流，因此 e u e u 全部转变成电子的输出动能，因此又有：全部转变成电子的输出动能，因此又有：实验中可采取措施固定实验中可采取措施固定圆轨迹的半径圆轨迹的半径 r r，通过加速电压，通过加速电压 u u 与与B B 的关系就能测试电子的荷质比
3、的关系就能测试电子的荷质比 e/m e/m。第4页/共21页二二、实、实 验验 装装 置置第5页/共21页1 1、荷质比测试仪、荷质比测试仪HelmholtzHelmholtz线圈线圈电子束发射管电子束发射管电子束半径电子束半径的测量工具的测量工具第6页/共21页2、电子束发射管（威尔尼氏管）电子束发射管（威尔尼氏管）电子枪电子枪r第7页/共21页0.00A加速聚焦电源直流稳压稳流电源万用表直流电压300V档万用表直流电流3A档磁场线圈玻璃球炮电子发光圈电子发射枪u:电子管加速电压r:电子圈半径K：磁场线圈的磁转换系数I：线圈中的通电电流N：线圈匝数R：线圈半径200v-30v3 3仪器连接示
4、意图仪器连接示意图第8页/共21页 当电子枪在加速电压的激发下，发射出电子束，在磁场的作当电子枪在加速电压的激发下，发射出电子束，在磁场的作用下将发生三种情况用下将发生三种情况：1 1、无磁场时，电子束将成直线轨迹射出、无磁场时，电子束将成直线轨迹射出；第9页/共21页2、电子束与磁场完全垂直时，电子束形成一个完全封闭的圆；电子束与磁场完全垂直时，电子束形成一个完全封闭的圆；第10页/共21页3、当电子束与磁场不完全垂直时，电子束将作螺旋状态运动。当电子束与磁场不完全垂直时，电子束将作螺旋状态运动。第11页/共21页三、实三、实 验验 操操 作作第12页/共21页荷质比测试仪操作介绍荷质比测试
5、仪操作介绍第13页/共21页 1、正确完成仪器的连接，使电子束出射方向正确完成仪器的连接，使电子束出射方向垂直于磁场。垂直于磁场。2、按照左图按照左图 的方法将仪器测的方法将仪器测量装置定成量装置定成 8 cm8 cm。3 3、开启电源，首先使加速电压、开启电源，首先使加速电压定于定于200 V200 V，耐心地等待，直到，耐心地等待，直到电子枪射出紫兰色的电子束；电子枪射出紫兰色的电子束；4 4、细心调节、细心调节 50 V50 V的聚焦电压，使电子束明亮的聚焦电压，使电子束明亮；5、缓缓加大缓缓加大 Helmholtz Helmholtz 线圈中的电流，观察电子束的偏转，紧接着形成封闭的圆
6、。线圈中的电流，观察电子束的偏转，紧接着形成封闭的圆。6 6、将、将 B=K*I B=K*I 代入公式代入公式3 3得：得：同时写出同时写出第14页/共21页7 7、用测试装置测出圆环直径（用测试装置测出圆环直径（8cm8cm），并固定之，测量示意图如下），并固定之，测量示意图如下 eye8cm镜镜电子束电子束象象第15页/共21页8 8、在整个实验过程中，必须保持电子圆的大、在整个实验过程中，必须保持电子圆的大小不变，这可以配合调节加速电压与小不变，这可以配合调节加速电压与 Helmholtz Helmholtz 线圈中的电流共同达到。由公式线圈中的电流共同达到。由公式可见可见 u u 和和
7、 I I2 2 成线性关系。实验中只要测出成线性关系。实验中只要测出 u-Iu-I2 2 的对应值，作出直线求其斜率的对应值，作出直线求其斜率 ，即可求出荷质比。即可求出荷质比。第16页/共21页四、数四、数 据据 处处 理理第17页/共21页NU(v)I(A)I2(A2)12345678 由由U-IU-I2 2 的数据作出坐标图，根据图形得出斜率代入公式的数据作出坐标图，根据图形得出斜率代入公式 4 4 得：得：求出荷质比，并将实验值与标准值求出荷质比，并将实验值与标准值 1.761.76 10101111 C/Kg C/Kg 比较，求出误差。比较，求出误差。第18页/共21页五、注五、注
8、意意 事事 项项第19页/共21页 1 1、在实验开始前应首先细心调节电子束与磁场方向垂直，形、在实验开始前应首先细心调节电子束与磁场方向垂直，形成一个不带任何重影的圆环；成一个不带任何重影的圆环；2 2、确定电子圆环的大小是做好本实验的关键，因此要仔细调、确定电子圆环的大小是做好本实验的关键，因此要仔细调节调制电压与加速电压，使电子束明亮与清晰是十分重要的；节调制电压与加速电压，使电子束明亮与清晰是十分重要的；3 3、放电管需要较高的加速电压，实验时要注意安全。、放电管需要较高的加速电压，实验时要注意安全。4 4、实验数据最好采用最小二乘法，进行直线拟合，这样实验、实验数据最好采用最小二乘法，进行直线拟合，这样实验的结果会更好。拟合工作可以用计算机来完成。的结果会更好。拟合工作可以用计算机来完成。第20页/共21页感谢您的观看！第21页/共21页