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用磁聚焦法测电子的荷质比
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2009-02-03
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用磁聚焦法测电子的荷质比
一、实验目的
1.测定电子的荷质比。2.了解磁聚焦的原理。
二、实验原理
在纵向磁场作用下，电子从电子枪中发射出来以后，将作螺旋运动，如图1。在初始时刻，各电子的运动方向并不一致，也就是说，它们的径向速度 是不一样的。另外，虽然它们的初始轴向速度也不一样，但是经过近千伏的加速电压后，初始轴向速度的差别可以忽略不计。所以可以认为它们的轴向速度V∥是一样的。在B一定的情况下，各电子的回旋半径是不一样的，但是它们的螺距是相等的。也就是说经过一个周期后，同时从电子枪发射出来但是运动方向不同的电子，又交汇在同一点，这就是磁聚焦作用。每经过一个周期有一个焦点。可以通过调节磁场B的大小来改变螺距h。
将电子的运动速度分解成两个方向的速度：轴向速度V∥和径向速度 。前者不受洛仑兹力的影响，沿轴向作直线运动。后者在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动，其方程为
（1）
于是，电子做匀速圆周运动的周期T为：
（2）
电子螺旋运动的螺距为：h= V∥•T
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