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1、期第卷第大学物理实验年月出版!对磁聚焦法测电子比荷实验的讨论康垂令江汉石油学院,荆州,摘要本文对磁聚焦法测电子比荷实验中偏转法的与零场法的优缺点进行了讨论,。并进一步对实验提出了改进意见关键词磁聚焦电子比荷用磁聚焦法测,,。电子比荷有两种方法一为偏转法二为零场法两种方法磁聚焦的原理相同,电子比荷的实验公式一样为,,红坦立、产。超“’。,,,口式中产为真空中磁导率为单位长度上线圈匝数为励磁电流为因螺线管不是无,,,限长而引
2、进的小于的修正系数为聚集序数为加速电压为电子束交叉点到荧。光屏的距离,。笔者先对这两种方法的优缺点加以讨论然后提出自己对实验的改进意见偏转法中的值无法确定偏转法中,磁聚焦的过程是先将电子束电聚焦在荧光屏上成为一点,后在偏转板上加,,,一交变电压使亮点变成一亮线再加匀强磁场并连续改变励磁电流亮线边旋转边缩短。,、、变成一亮点这种方法的优点是磁聚焦过程明显能清楚地判断一次二次三次⋯⋯磁,。,,聚焦进而较准确地测出各次磁聚焦的励磁电流然而它有一个很大的缺点电子束。交叉点到荧光屏的距离的值难以准确确定不少实验教材认为的起点大致在偏转电,笔。极的中
3、部者认为这是错误的,由,“”其一于电聚焦在阳极与聚集极组成的静电透镜前只有一电子束交叉点物,“”,点它应在栅极顶端小孔附近处静电透镜后也只有一电子束交叉点象点它应在荧,如图。“”,“”光屏上所示由于在偏转板以后没有静电透镜如果该静电透镜在偏转板处,,。形成电子束交叉必然在荧光屏上出现一个很大的电子束散斑如图这也就是没有达。到电聚焦的目的,对,。其二于某一次磁聚焦电子束在进入偏转电极之前已经旋转电子束从栅极小孔一一收稿日期泌睁亮点图电聚焦「亮度加速聚焦图电聚焦点在偏转板处时屏上为散斑出射后,在进入加速电场与聚焦电场的同
4、时,也进入了螺线管内的匀强磁场。具有某一横。,向速度的电子就作旋转半径与螺距都变化的螺旋运动由于电聚焦的作用横向,速度变小使得旋转半径尸二,,变小由于加速电场与聚焦电场的加速纵向速度变大其螺距人二。“”。,变大只有它从静电透镜出来以后才作等螺距的螺旋运动经偏转电极后又获得较,。。大的横向速度此后便作等螺距等旋转半径的螺旋运动这就使得用不变的纵向速度导。,。出的公式已不适用如果还要用公式计算电子比荷可以引进等效不过可,,,,以肯定的等效起点决不在偏转电极中部也不是栅极处的小孔而
5、且随加速电压聚焦,,。,、、电压励磁电流而变无固定值要计算等效的值必须综合考虑栅极加速极聚焦极,“”,、、的形状及间距即考虑所形成的静电透镜以及栅极电压加速电压聚焦电压与励磁电流的数值,这显然是一项十分困难的工作。零场法不易辨明较高序数的磁聚焦为了避免电偏转法中电子束交叉点与荧光屏之间的距离难以准确确定的困难,人。在零场,、、,们设计出零场法法中将加速电极聚集电极偏转电极用导线联在一起如图。,,,电子从栅极小孔出射后不通过电聚焦也不经电偏转而任其散焦经加速后直接进入。,,零电场中这样电子只有在栅极与加速电极间的很小距离内纵向加速此时才在螺线管的匀。
6、,,强磁场中作变螺距的螺旋运动但因距离很小只有一毫米故可以认为电子从,栅极小孔出射后一直作等螺距的螺旋运动而到达荧光屏所以可以认为是栅极小孔到。荧光屏的距离零场法第一次磁聚焦还可以清晰可辨,但第二次、第三次⋯⋯的磁聚焦过程的辨明就,。比较困难而且随磁聚焦序数的增加辨明的困难程度增加,。设想不加磁场即在零磁场中电子自由散焦在荧光屏上得出的光斑半径为如图,所示它应为。二,土。,一一一—一二竺一一一一一一一一一一卜厂衬一二,,,一一二卜一刁二二二二二—二一一一一一、场、二一月一一亮度加速
7、图电子射在零电场中自由散焦一线圈‘一、“一、欢之。丁二一丫丫、‘荧光屏图为半螺距奇数倍时屏上光斑最大,,,上其中为电子的最大横向速度为电子被加速后的纵向速度当加上磁场后改,,上变励磁电流使电子旋转的螺距为二时屏上光斑半径应为以速度的电子旋转,,的直径如图所示由式得二二,二代入式,有·、二。,二从可得,二,。二。、,,,,第一
8、次磁聚焦后改变励磁电流屏上光斑变大当励磁电流使得为的倍即,
