实验3.4电子束的电偏转和电聚焦.ppt

实验3.4电子束的电偏转和电聚焦,实验目的实验仪器 实验原理 实验内容和步骤 思考题,实验目的：,1.了解示波管的基本结构和各部分功能 2.学习示波管的电偏转原理，测量示波管的电偏转灵敏度 3.了解静电透镜系统对电子束的聚焦成像的控制作用 4.测量聚焦条件，观察加速电压对截止栅压大小的影响 EB-III型电子束实验仪,实验仪器：,实验原理：,1.示波管的基本结构,示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，其中电子枪是示波管的核心部分,它由阴极K、栅极G、第一加速阳极A1 ，聚焦电极A2和第二加速阳极A3 等同轴金属圆筒（筒内膜片的中心有限制小孔）组成电子从出发后，经栅极G（－5V～－30V ）筛选，由第一加速阳极A1 （约1300V）加速，由聚焦电极A2聚焦成很细的电子束，并由第二加速阳极A3加速后从电子枪射出偏转系统由两对偏转板组成加有电位差的偏转板产生横向电场，使通过它们之间的电子束向侧面偏转 荧光屏是示波管前端涂有一层荧光粉的玻璃屏，它用以显示电子束打在示波管端面的位置2.电子束的加速与电偏转,若偏转板间不加电压，电子将以速度υZ作匀速直线运动，最后打在荧光屏的中心（假定电子枪瞄准了中心）形成一个小亮点。

但是如果偏转板之间加有电压，受电场力的作用，通过偏转板间的电子运动方向将发生偏转垂直位移y随偏转电压Udy的增加而增大，两者是线性关系定义单位偏转电压Udy所引起的电子束在荧光屏上的位移y为示波管的电偏转灵敏度Ｓy，即,同理，对Ｘ轴偏转板也有相应的电偏转灵敏度，即,3.电子束的聚焦及强度,如图所示，发散的电子束在聚焦极板中受电场力的作用而汇聚，在后半段发散，但电子在聚焦极板中始终受到电场力的加速作用，因此在前半段停留时间远大于在后半段停留的时间，因此可以起到聚焦的作用事实上，图3中A2两端的电场皆有聚焦作用，是两个静电透镜的组合，即A1和A2之间以及A2和A3之间形成的电场共同作用，使电子束实现聚焦并且聚焦程度的好坏主要取决于聚焦电压V1（即A2与Ｋ之间电位差）和加速电压V2（即加速电极A1 A3与K之间电位差）的大小令,当n=2（第一聚焦条件）或n=0.58（第二聚焦条件）时聚焦条件最好实验内容及步骤：,测量不同加速电压“UA”时（至少三组）的D – UdX直线加速电压“UA” 和X偏转电压“UdX”从仪器面板右上角的“电压电流显示”数字表中分别读出；D为电子束的偏转距离，从坐标板刻度盘上读出，坐标板最小刻度为1mm，每格为5mm。

并将数据填入下表，计算偏转灵敏度改变加速电压“UA”和聚焦电压“UF”，调节适当的栅极电压“UG”（调节栅极电压之后，加速电压和聚焦电压也会有变化，因此应再次细调高压，使高压达到需要的值再使示波管屏上光点聚成一个细点，记录此时的加速电压“UA”和聚焦电压“UF”将所测数据填入下表，并计算出聚焦条件 1.仪器面板中部的“高压保护指示灯”为高压保护 指示如果灯泡亮，则表明仪器内部电源高压部 分出现故障，请立即关闭仪器电源，检查电源高 压部分并进行维修2.由于示波管电源电压高达1200伏左右，操作者应 特别注意安全注意事项：,3.调节聚焦电压时，观察光点，使之会聚到最佳状 态，但光点不宜太亮，以免难于判断是否聚焦最 好4.调节栅极电压之后，加速电压和聚焦电压也会有 变化，因此应再次细调高压，使高压达到需要的 值5.实验完毕后，关掉电源，不要立即拆除线路，要 等电容器放电完毕后再拆除线路思考题：,1.示波管主要是由哪几部分组成的 各部分的功能是什么?2.示波管的亮度变化为什么会影响聚焦？3.电场聚焦的条件是什么？4.电偏转灵敏度与哪些因素有关?5.偏转量的大小改变时，光点的聚焦是否改变？为什么？,作业：,完成本次实验的数据处理，预习下一次实验内容。