电子束的偏转特性的研究的论文

实验目的与要求：（1） 了解示波器的工作原理（2） 学习使用示波器观察各种信号波形（3） 用示波器测量信号的电压、频率和相位差主要仪器设备：YB4320G 双踪示波器， EE1641B型函数信号发生YB4320G 双踪示波器， EE1641B型函数信号发生器器实验原理和内容：1. 示波器基本结构示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成， 其中示波管是核心部分。示波管的基本结构如下图所示， 主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成， 由外部玻璃外壳密封在真空环境中。 电子枪的作用是释放并加速电子束。 其中第一阳极称为聚焦阳极， 第二阳极称为加速阳极。 通过调节两者的共同作用， 可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点。 偏转系统由X、Y两对偏转板组成， 通过在板上加电压来使电子束偏转， 从而对应地改变屏上亮点的位置。 荧光屏上涂有荧光粉， 电子打上去时能够发光形成光斑。 不同荧光粉的发光颜色与余辉时间都不同。 放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放， 使其幅度适合于观测。扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示)， 使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动， 这一过程称为扫描。 扫描开始的时间由触发系统控制。2. 示波器的显示波形的原理如果只在竖直偏转板加上交变电压而X偏转板上五点也是， 电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线， 如左图所示：如果在Y偏转板和X偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压， 电子受水平竖直两个方向的合理作用下， 进行正弦震荡和水平扫描的合成运动， 在两电压周期相等时， 荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形， 显像原理如右图所示：3. 扫描同步为了完整地显示外界输入信号的周期波形， 需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系。 当某些因素改变致使周期发生变化时，使用扫描同步功能， 能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化， 从而稳定地显示波形。步骤与操作方法：1. 示波器测量信号的电压和频率对于一个稳定显示的正弦电压波形， 电压和频率可以由以下方法读出， 其中a为垂直偏转因数（电压偏转因数）（从示波器面板的衰减器开关上可以直接读出）单位为V/div或mV/div； h为输入信号的峰-峰高度， 单位div； b为扫描时间系数， 从主扫描时间系数选择开关上可以直接读出， 单位s/div、ms/div或μs/div； l为输入信号的单个周期宽度， 单位div。（1） 打开电源开关并切换到DC档， 拨动垂直工作方式开关，选择未知信号所在的通道。（2） 通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关”， 以及它们对应的微调开关， 使未知信号图形的高度和波形个数便与测量。 同时在开关上读出计算所需的a、b值。（3） 调节“垂直位移”与“水平位移”旋钮，利用荧光屏上的刻度读取l、h值， 并记录。2. 用示波器直接观察半波和全波整流波形（1） 将实验室提供的未知信号分别接到整流电路的AB端， CD端送入示波器的CH1或CH2端。通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关”是信号显示在屏内， 分别观察整流后的波形， 并

物理学中对电磁波的定义是：电场磁场交替变化并以波的形式传播叫做电磁波 当导体中有电流流过时，导体周围就形成一个电场，又电场和磁场时同时存在，所以人类日益高涨的用电活动使我们的周围存在有大量的各种各样的辐射电磁场，人类仿佛象泡在水。

电子束：电子经过汇集成束。具有高能量密度。它是利用电子枪中阴极所产生的电子在阴阳极间的高压（25-300kV）加速电场作用下被加速至很高的速度（倍光速），经透镜会聚作用后，形成密集的高速电子流。

电子在电场中会受力而得到加速、提高能量，产生电子束。

一台 电子加速器，注入的电子能量为20GeV（1GeV=109 eV，也就是10亿电子伏特），相应的电子速度为倍光速。电子经加速器加速后，能量可达到100GeV，电子速度达到倍的光速。这说明，电子在这台加速器里速度几乎没有增加，而 能量增加了4倍。

其实，加速器离人们的生活并不远。现代生活中已经普及的 电视、计算机显示器所用的显像管就是一台小小的电子加速器。

显像管有玻璃密封 外壳，内部抽成真空。由一端的电子枪产生的电子束（强度受影像讯号控制）经过聚焦线圈聚焦后在高压 电极的作用下加速向前运动。与此同时，电子束在偏转电极的作用下，自上而下作水平方向的 扫描。这样，在显像管另一端的荧光屏上就形成了明暗程度不同的亮点。

分析：根据e=kbicosθ。（e为霍尔效应电压,k为霍尔器件的灵敏度,是常数,i是霍尔器件的工作电流,b是外部磁场的磁感应强度,θ为i与b的垂直角度的偏差）可知,霍尔元件输出电压e与工作电流i、霍尔片与螺旋管轴向的夹角有关.电流i的准确度及稳定度,夹角θ偏离90°的误差,霍尔元件灵敏度系数k的精度,霍尔效应电压e的测量误差等是主要的误差来源。霍尔副效应消除：采用电流和磁场换向的对称测量法基本上能把副效应的影响从测量结果中消除.具体的做法是分别改变霍尔片的电流方向（交换空间位置）及螺旋管电流的方向但大小保持不变,重复3次实验,共四次实验的结果取平均。