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带电粒子在磁场中何质比的测定

2015-10-14 07:25| 编辑:电工学习网| 查看: 4649| 评论: 0

利用电子(或其它带电粒子)在磁场中偏转的特性,可以测定出它们的电荷与质量之比,即所谓荷质比。
(1)汤姆孙测电子的何质比的方法:
如图,玻璃管内抽成真空,阳极A与阴极K之间维持数千伏特的电压,靠管内残存气体的离子在阴极引起的二次发射产生电子流。阳极A和第二个金属屏A'的中央各有一个小孔,在K、A之间被加速了的电子流,只有很窄一束能
          
够通过这个孔。如果没有玻璃管中部的那些装置,狭窄的电子束依靠惯性前进,直射在玻璃管另一端的荧光屏S的中央,形成一个光点O。 C、D为电容器的两极板,在它们中间可产生一个竖直方向的电场。在圆形区域里,可由管外的电磁铁产生一方向垂直纸面的磁场。适当调节电场与磁场的强度,可使它们作用在电子上的力达到平衡即 eE=evB,或v=E/B。 由E和B的数值可以测出电子流的速度v。再将电场切断,电子束在磁场区内将沿圆弧运动,R=mv/qB,因而电子的何质比为 ,半径R可以直接从仪器上来确定。
(2)磁聚焦法:           
如图,用磁聚焦法测荷质比装置的一种。真空玻璃管中装有热阴极K和有小孔的阳极A,在A、K之间加电压ΔU时,由阳极小孔射出的电子的动能为 ,从而其速率为 。在电容器C上加一不大的横向交变电场,使不同时刻通过
       
这里的电子发生不同程度的偏转。在电容器C和荧光屏S之间加一均匀纵向磁场,如上所述,电子从C出来后将沿螺旋线运动,到 的地方聚焦。适当的调节B的大小,可使电子流的焦点刚好落在荧光屏S上。这时,h就等于C到S间的距离l,于是从上述h与v的表达式中消去v即得 ,上式右端各量都可以测出,由此即可确定e/m。

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