电子荷质比的测量思考题答案

《大学物理实验II》实验指导

实验6. 电子荷质比测量

带电粒子的电量与质量的比值--荷质比(又称：比荷)，是带电微观粒子的基本参量之一。荷质比的测定在近代物理学的发展中具有重大的意义，是研究物质结构的基础。1897年，J.J.汤姆逊正是在对“阴极射线”粒子荷质比的测定中，首先发现电子的。测定荷质比的方法很多，汤姆逊所用的是磁偏转法，而本实验采用磁聚焦法。

一．实验目的

1. 了解示波管的基本构造和工作原理。 2. 理解示波管中电子束电聚焦的基本原理。

3. 掌握利用作图法求电磁偏转灵敏度的数据处理方法。 二．实验原理

1. 示波管的基本结构

示波管又叫阴极射线管，以8SJ31J为例，它的构造如图6.1所示，主要包括三个部分：前端为荧光屏，中间为偏转系统，后端为电子枪。

图6.1 示波管结构示意图

（1）电子枪

电子枪的作用是发射电子，并把它们加速到一定速度聚成一细束。电子枪由灯丝、阴极K、控制栅极G、第一阳极Al、第二阳极A2等同轴金属圆筒和膜片组成。灯丝通电后加热阴极K，使阴极K发射电子。控制栅极G的电位比阴极低，对阴极发出的电子起排斥作用，只有初速度较大的电子才能穿过栅极的小孔并射向荧光屏，而初速度较小的电子则被电场排斥回阴极。通过调

2013/5/18南华大学核科学技术学院毕业设计（论文）

毕业设计(论文)

题 目 塞曼效应测量电子荷质比 学院名称 核科学技术学院 指导教师 谢安平 职 称 副教授 班 级 核技065 学 号 20064530511 学生姓名 韩楷

2010年5月29日

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2013/5/18南华大学核科学技术学院毕业设计（论文）

南 华 大 学

毕业设计（论文）任务书

学 院：核科学技术学院

题 目：塞曼效应测量电子荷质比

起 止 时 间： 2009.12至 2010.5

学 生 姓 名： 韩楷

专 业 班 级： 核技065 指 导 教 师： 谢安平 教研室主任： 院 长：

一、选择题

1、电子荷质比测定有很多方法，本次实验用到的方法是 （ ）

A.磁聚焦法 B.滤速器法 C.磁控管法 D.汤姆逊法

2、电子荷质比测定实验中，需要测量的物理量有（ ）

A. 加速电压U、偏转电流I和电子束圆轨迹半径r B. 加速电压U、亥姆赫兹线圈半径R C. 偏转电流I 、亥姆赫兹线圈半径R D. 线圈的匝数N和电子束圆轨迹半径r

3、电子枪在加速电压的激发下，射出电子束，进入威尔尼氏管，当电子束与磁场不完全垂直时，电子束将（ ）

A. 成直线轨迹射出 B. 形成圆形轨迹

C.作螺旋线状态运动 D. 呈散射状无规律射出

4、当缓缓增大亥姆赫兹线圈中的偏转电流I，电子束运行轨迹形成封闭圆的大小变化为（ ） A 变大 B 变小 C不变 D 无规律变化

5、电子荷质比测定实验中，下列因素中是引起电子束散焦的原因的为（ ） A 加速电压太高或偏转电流太大 B加速电压太低或偏转电流太小 C 电子流与磁场未严格保持垂直 D 电子束亮度不够 二、填空题

1、电子荷质比测量电子束圆轨道半径时，应仔细按 法进行。

2、电子荷质比实

一、选择题

1、电子荷质比测定有很多方法，本次实验用到的方法是 （ ）

A.磁聚焦法 B.滤速器法 C.磁控管法 D.汤姆逊法

2、电子荷质比测定实验中，需要测量的物理量有（ ）

A. 加速电压U、偏转电流I和电子束圆轨迹半径r B. 加速电压U、亥姆赫兹线圈半径R C. 偏转电流I 、亥姆赫兹线圈半径R D. 线圈的匝数N和电子束圆轨迹半径r

3、电子枪在加速电压的激发下，射出电子束，进入威尔尼氏管，当电子束与磁场不完全垂直时，电子束将（ ）

A. 成直线轨迹射出 B. 形成圆形轨迹

C.作螺旋线状态运动 D. 呈散射状无规律射出

4、当缓缓增大亥姆赫兹线圈中的偏转电流I，电子束运行轨迹形成封闭圆的大小变化为（ ） A 变大 B 变小 C不变 D 无规律变化

5、电子荷质比测定实验中，下列因素中是引起电子束散焦的原因的为（ ） A 加速电压太高或偏转电流太大 B加速电压太低或偏转电流太小 C 电子流与磁场未严格保持垂直 D 电子束亮度不够 二、填空题

1、电子荷质比测量电子束圆轨道半径时，应仔细按 法进行。

2、电子荷质比实

实验报告

【实验名称】：电子荷质比测定 【实验目的】：

1、了解利用电子在磁场中偏转的方法来测定电子荷质比。 2、通过实验加深对洛伦兹力的认识。 【实验仪器】:

FB710型电子荷质比测定仪 【实验原理】：

当一个电荷以速度v垂直进入磁场时，电子要受到洛伦兹力的作用，它的大小可由公式

f=ev*B (1)

所决定，由于力的方向是垂直于速度的方向，则电子的运动的轨迹是一个圆，力的方向指向圆心，完全符合圆周运动的规律，所以作用力与速度的关系为

f=mv^2/r (2) 其中r时电子运动圆周的半径，由于洛伦兹力就是使电子做圆周运动的向心力，因此 evB=mv^2/r (3) 由公式转换可得

e/m=v/rB (4)

实验装置是用一电子枪，在加速电压U的驱使下，射出电子

实验报告

【实验名称】：电子荷质比测定 【实验目的】：

1、了解利用电子在磁场中偏转的方法来测定电子荷质比。 2、通过实验加深对洛伦兹力的认识。 【实验仪器】:

FB710型电子荷质比测定仪 【实验原理】：

当一个电荷以速度v垂直进入磁场时，电子要受到洛伦兹力的作用，它的大小可由公式

f=ev*B (1)

所决定，由于力的方向是垂直于速度的方向，则电子的运动的轨迹是一个圆，力的方向指向圆心，完全符合圆周运动的规律，所以作用力与速度的关系为

f=mv^2/r (2) 其中r时电子运动圆周的半径，由于洛伦兹力就是使电子做圆周运动的向心力，因此 evB=mv^2/r (3) 由公式转换可得

e/m=v/rB (4)

实验装置是用一电子枪，在加速电压U的驱使下，射出电子

电子荷质比实验报告

篇一：电子荷质比的测量 编号 学士学位论文 电子荷质比的测量

学生姓名：麦麦提江.吾吉麦 学 号： 系 部： 物理系 专 业： 物理学 年 级： 07-1班 指导教师： 依明江 完成日期： 年月日 中文摘要

电子荷质比的测量方法很多,主要用近代物理实验来测定,例如,有磁控管法、

汤姆逊法、 塞曼效应法、密立根油滴实验法及磁聚焦法等,各有特点准确度也不一样。

这文章中利用普通物理实验来进行测量，根据电荷在磁场中的运动特点，

利用电子束实验仪进行电子荷质比测定实验，分析了电子束的磁聚焦原理，通过对同一实验多组实验数据的分析处理，最后分析了产

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生实验误差的主要原因。

关键词：磁聚焦；电子荷质比；螺旋运动 ；亮线段； 误差； 1

中

文

摘

要 ................................................................................................

质谱思考题

1.磁质谱仪的主要结构及其各部分结构的作用。 2质谱中的离子化方法有哪些？各有什么特点？

3 有机质谱仪的常用分类方法有哪些？具体的每类有机质谱仪有哪些？ 4分子离子峰如何识别？什么是氮律？

5.质谱中分子离子峰很弱或不出现，应如何处理？ 6.计算下列化合物的不饱和度

7 分子式的推导方法有哪些？推导时要注意有哪些问题？ 8 从质谱图中如何区分低分辨率质谱仪与高分辨率质谱仪？ 9 研究有机质谱裂解反应的实验方法有哪些，其作用是什么？ 10 有机质谱裂解反应机理是什么？ 11 有机质谱一般裂解规律有哪些？

12 掌握各类有机化合物的主要裂解规律 习题

一、选择题

1有机波谱解析研究的内容，下列说法中正确的是（ ）

A 都与光有关的波谱分析 B 都与核磁共振有关的波谱分析 C 都与能级有关的波谱分析 D 质谱和与光有关的波谱分析 2 判断下列化合物中，哪个分子离子峰最强（ ）

A 苯 B 环己烷 C 丙酮 D 乙醇 3 在质谱图中出现M/Z为30离子峰，下列叙述正确的为（ ）

A化合物为脂肪伯胺 B 化合物为脂肪仲胺

大学物理实验

仿真实验二 磁控管法测电子荷质比

大学物理实验

一、实验目的 研究电子在径向电子场和轴向磁场作 用下的运动。 用磁控管法测电子的荷质比

大学物理实验

二、实验原理真空二极管(磁控 管):装在长螺线管 (通电流)中； 阴极(钨灯丝): 发射电子 阳极：圆筒

加直流电压(阳极电压)轴向磁场B 轴对称的径向电场E

+

两复合场 电子作曲线运动：从阴极到阳极

大学物理实验

磁控条件e

电子运动与圆筒阳极相切时，电子返回 不能到达阳极，此时(B=临界磁场Bc), 阳极电流会急剧下降。阳极电流刚好截止 (=0)时满足的条件为磁控条件。

大学物理实验

阳极电压(板压)V=?易求，可控制 b为二极管圆筒阳极半径

关键求临界磁场Bc=?Bc是否可以转换为临界励磁电流呢？

可得

大学物理实验

通过磁场与电流的关系得到：

常数

阳极电压

Ic为阳极电流刚好 截止(=0)时的励 磁电流，叫临界励 磁电流。(记 住！!)

大学物理实验

怎么求临界励磁电流？思考此图什么意义？ 出现情况： 1、阳极电流突变为0; 2、阳极电流渐变为0(阳 极装配误差)

问：我们要图中哪个值？ IC 或Ib?

大学物理实验

三、实验步骤 测不同阳极电压(板压)下的临界励 磁电流 具体见讲义，让同学讲解

大学物理实验

1. 请分别画出通过式、反应式和终端反射式微波谐振腔的谐振曲线（幅频特性）。

2. 当耦合系数β《1时，分别写出通过式、反应式和终端反射式微波谐振腔固有品质因数Q0的测试方案，其中包括

（1） 组建由标量网络分析系统组成的Q0值测试系统方框图； （2） 测试步骤和计算公式； （3） 主要测试误差源。

3. 相位噪声与噪声系数是否是同一概念，为什么? 4. 简述测试噪声系数的Y系数方法。

5. 若用平均微波功率计测试幅值较大的脉冲调制的正弦波功率，怎样添加一些必要的元器件和设备进行测试，请画出测试系统方框图，并给出测试步骤。

6. 当微波信号源和负载均不匹配时，在两者之间将产生来回无穷反射。证明

（1） 负载总的入射波a1为

a1?bg(1??g?L)

式中bg为负载匹配时源的输出波，Γg和ΓL分别为微波信号源和负载的反射系数；

（2） 总的反射波b1为

b1?a1?L

（3） 若负载为功率测试探头，则测试误差为

?PdB?10lg(1??L)?10lg1??g?L

227. 已知两端口网络的散射参数和该网络输出负载反射系数ΓL，求该网络输入端口的反射系数Γin。

8. 请描述标量网络分析仪测试被测件插入损失和反射损失的校准方法。