【实验目的】
【实验仪器】
型电子束实验仪。
【实验原理】
在大多数电子束线管中，电子束都在互相垂直的两个方向上偏移，以使电子束能够到达电子同意器的任何位置，通常运用外加电场和磁场的方法实现，如示波管、显像管等器件确实是根基在那个根底上运用相同的原理制成的。
1．电偏转原理
电偏转原理如图3－13－1所示。通常在示波管〔又称电子束线管〕的偏转板上加上偏转电压V，当加速后的电子以速度v沿x方向进进偏转板后，受到偏转电场E〔y轴方向〕的作用，使电子的运动轨道发生偏移。假定偏转电场在偏转板l范围内是均匀的，电子作抛物线运动，在偏转板外，电场为零，电子不受力，作匀速直线运动。在偏转板之内 〔3－13－1〕
式中v为电子初速度，y为电子束在y方向的偏转。电子在加速电压的作用下，加速电压对电子所做的功全部转为电子动能，因此：
，
将E＝V／D和v2代进〔3－13－1〕式，得
电子离开偏转系统时，电子运动的轨道与动力钳x轴所成的偏转角的正切为
〔3－13－2〕
设偏转板的中心至荧光屏的距离为L，电子在荧光屏上的偏离为S，那么
代进〔3－13－2〕式，得
〔3－13－3〕
由上式可知，荧光屏上电子束的偏转距离S与偏转电压V成正比，与加速电压成反比，由于上式中的其它量是与示波管结构有关的常数故可写成
〔3－13－4〕
ke为电偏常数。可见，当加速电压一定时，偏转距离与偏转电压呈线性关系。为了反映电偏转的灵敏程度，定义
〔3－13－5〕
称为电偏转灵敏度，单位为毫米/伏。越大，表示电偏转系统的灵敏度越高。
2．磁偏转原理
磁偏转原理如图贴片三极管3－13－2所示。通常在示波管的电子和荧光屏之间加上一均匀横向偏转磁场，假定在l范围内是均匀的，在其它范围都为零。当电子以速度v沿x方向垂直射进磁场B时，将受到洛仑磁力的作用在均匀磁场B内电子作匀速圆周运动，轨道半径为R，电子穿出磁场后，将沿切线方向作匀速直线运动，最后打在荧光屏上，由牛顿第二定律得
或
电子离开磁场区域与Z轴偏歪了角度，由图3－13－2中的几何关系得
电子束离开磁场区域时，距离x轴的大小是
电子束在荧光屏上离开x轴的距离为
要是偏转角度足够小，那么可取以下近似
和
那么总偏转距离
〔3—13—6〕
又因为电子在加速电压的作用下，加速场对电子所做的功全部转变为电子的动能，那么
代进〔3－13－6〕式，得
〔3－13－7〕
上式讲明，磁偏转的距离与所加磁感应强度B成正比，与加速电压的平方根成反比。
由于偏转磁场是由一对平行线圈产生的，因此有
式中I是励磁电流，K是与线圈结构和匝数有关的常数。代进〔3－13－7〕式，得
〔3－13－8〕
由于式中其它量根基上常数，故可写成
〔3－13－9〕
km为磁偏常数。可见，当加速电压一定时，位移与电流呈线性关系。为了描述磁偏转的灵敏程度，定义
〔3－13－10〕
称为磁偏转灵敏度，单位为毫米/安培。同样，越大，磁偏转的灵敏度越高。
【实验内容】
1.测试X、Y偏转板的偏转线性关系
关于型电子束实验仪，电偏转时电子在荧光屏上的偏离S为：
，即
〔3—13—11〕
其中l为示波管操纵极到荧光屏的距离，具体数据见仪器管足处。
实验步骤与要求：
〔1〕按实物插进好联接线。
〔2〕接通“电源开〞调节“高压调节〞、“辅助聚焦V2”,将V2调到最大值，辉度维持适中，调节V1聚焦。
〔3〕调节“X位移〞、“Y位移〞，使光点移至坐标原点。〔现在加速极电压取850V，电偏电压为0V〕
〔4〕调节“电偏电压〞，使光点朝Y〔或X〕方向偏转，每偏转5mm，读取相应的电偏电压，填进“电偏测试表〞。
〔5〕计算现在电偏转灵敏度==(mm/V)。
〔6〕将Y偏转板结构参数l代进公式〔3—13—11〕计算不同的S所需的偏转电压，与测试值对比，以验证公式〔3—13—11〕的正确性。
电偏转数据测试表：仪器编号：；
测试条件 | 偏转距离S(mm) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
伏 | 垂直下偏电压V测 | | | | | | |
| 垂直下偏电压V计 | | | | | | |
| 水平右偏电压V测 | | | | | | |
| 水平右偏电压V计 | | | | | | |
| | | | | | | |
2.测试偏转量S与励磁电流划线仪I的正比关系
关于型电子束实验仪，磁偏转距离S,即〔3－13－8〕式，为如下关系式：
〔3—13—12〕
其中：偏转线圈平均直径D〔与〔3－13－8〕式l同〕=;L=；由仪器实测；l为偏转线圈长度=；为二线圈之间的距离，由仪器实测〔米〕。〔见仪器使用讲明书〕，n为偏转线圈单位长度匝数，N为偏转线圈匝数〔见仪器〕；。
实验步骤与要求：
〔1〕、按实物插进好联接线。
〔2〕接通电源开关，将V2调至最大，调节V智能飞行器技术1，使光点聚焦，维持辉度适中，电偏电压落到0，调节XY位移，使光点位于坐标原点。〔仪器应南北方向放置〕
〔3〕接通“直流电源〞，顺时针方向调节“直流电源〞，使光点偏转。读取不同偏转量S及其对应的I值，填进“磁偏测试表〞，并按公式〔3－13－8〕、〔3—13—12〕计算出偏转量S所对应需要的励磁电流I(mA)。
〔4〕依据测量数据，绘出S—I图应为正比直线。
〔5〕按转向开关改变偏转线圈电源极性，瞧瞧磁场方向改变后光点向相反方向偏转，以验证洛仑兹力的矢量关系。
依据仪器结构参数，代进公式〔3—13—2〕和〔3－13－8〕求出偏转量S所需的励磁电流I，与实际测量值作一对比，以验证公式的正确性。
〔6〕计算磁偏灵敏度=〔mm/A〕
磁偏转数据测试表：仪器编号：；
测试条件 | 加速电压伏向上偏转 |
偏转量S(mm) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
实测励磁电流I(mA) | | | | | | |
计算励磁电流I(mA) | | | | | | |
| | | | | | |
【本卷须知】
酒精壁炉1．由于偏转量的大小和亮度有关，因此测量时将亮度旋钮调节适中，测量过程中应维持不变。
2．偏转量大小改变时，聚焦也会改变，因此要不断地调节，使之有良好的聚焦。
3．注重高压，切勿触电。
【考虑题与习题】
1.电子束偏转的方法有几种？它们的规律是什么？
2．瞧瞧偏转量的大小改变时，光点的聚焦是否改变？什么缘故？
3．偏转量的大小与光点的亮度是否有关？什么缘故？
4．在偏转板上加交流信号时，会瞧瞧到什么现象？
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