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用磁聚焦法測電子的荷質比
一、實驗目的
1.測定電子的荷質比。2.了解磁聚焦的原理。
二、實驗原理
在縱向磁場作用下，電子從電子槍中發射出來以后，將作螺旋運動，如圖1。在初始時刻，各電子的運動方向并不一致，也就是說，它們的徑向速度 是不一樣的。另外，雖然它們的初始軸向速度也不一樣，但是經過近千伏的加速電壓后，初始軸向速度的差別可以忽略不計。所以可以認為它們的軸向速度V∥是一樣的。在B一定的情況下，各電子的回旋半徑是不一樣的，但是它們的螺距是相等的。也就是說經過一個周期后，同時從電子槍發射出來但是運動方向不同的電子，又交匯在同一點，這就是磁聚焦作用。每經過一個周期有一個焦點。可以通過調節磁場B的大小來改變螺距h。
將電子的運動速度分解成兩個方向的速度：軸向速度V∥和徑向速度 。前者不受洛侖茲力的影響，沿軸向作直線運動。后者在洛侖茲力的作用下做勻速圓周運動，其方程為
???????????????????????????????????????????????? （1）
于是，電子做勻速圓周運動的周期T為：
????????????????????????????????????? （2）
電子螺旋運動的螺距為：h= V∥?T????
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