10月12日 汤姆逊测电子比荷法

（2014?福建二模）汤姆孙测定电子比荷的实验装置如图甲所示．从阴极K发出的电子束经加速后，以相同速度沿水平中轴线射入极板D1、D2区域，射出后打在光屏上形成光点．在极板D1、D2区域内，若不加电场和磁场，电子将打在P1点；若只加偏转电压U，电子将打在P2点；若同时加上偏转电压U和一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），电子又将打在P1点．已知极板长度为L，极板间距为d．忽略电子的重力及电子间的相互作用．

（1）求电子射入极板D1、D2区域时的速度大小；

（2）打在P2点的电子，相当于从D1、D2中轴线的中点O′射出，如图乙中的O′P2所示，已知∠P2O′P1=θ试推导出电子比荷的表达式；

（3）若两极板间只加题中所述的匀强磁场，电子在极板间的轨迹为一段圆弧，射出后打在P3点．测得圆弧半径为2L、P3与P1间距也为2L，求图乙中P1与P2点的间距a．

解：（1）电子在极板D1、D2间电场力与洛伦兹力的作用下沿中心轴线运动，即受力平衡，设电子的进入极板间时的速度为v．

由平衡条件有：

evB=eE ①

两极板间电场强度：

②

解得：

③

（2）由几何关系得电子射出电场时竖直方向的侧移量：

y=④

根据牛顿第二定律，有：

⑤

根据分位移公式，有：

L=vt ⑥

y=⑦

又

联立各式得到：

=⑧

（3）如图所示，极板D1、D2间仅有匀强磁场时，电子做匀速圆周运动，射出磁场后做匀速直线运动，已知r=2L，由几何关系得到：α=30°⑨

射出磁场后水平方向的距离：

x==3L （10）

解得：

a=（）tanθ=

答：（1）电子射入极板D1、D2区域时的速度大小为；

（2）电子比荷的表达式为为=；

（3）图乙中P1与P2点的间距a为．

（2014?海淀区模拟）汤姆孙测定电子比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示．真空玻璃管内，阴极K发出的电子经加速后，穿过小孔A、C沿中心轴线OP1进入到两块水平正对放置的极板D1、D2间的区域，射出后到达右端的荧光屏上形成光点．若极板D1、D2间无电压，电子将打在荧光屏上的中心P1点；若在极板间施加偏转电压U，则电子将打P2点，P2与P1点的竖直间距为b，水平间距可忽略不计．若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画出），则电子在荧光屏上产生的光点又回到P1点．已知极板的长度为L1，极板间的距离为d，极板右端到荧光屏间的距离为L2．忽略电子的重力及电子间的相互作用．

（1）求电子进入极板D1、D2间区域时速度的大小；

（2）推导出电子的比荷的表达式；

（3）若去掉极板D1、D2间的电压，只保留匀强磁场B，电子通过极板间的磁场区域的轨迹为一个半径为r的圆弧，阴极射线射出极板后落在荧光屏上的P3点．不计P3与P1点的水平间距，求P3与P1点的竖直间距y．

解：（1）电子在极板D1、D2间电场力与洛伦兹力的作用下沿中心轴线运动，即受力平衡，设电子的进入极板间时的速度为v．

由平衡条件有evB=eE

两极板间电场强度

解得

（2）极板间仅有偏转电场时，电子以速度v进入后，水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间

电子在竖直方向做匀加速运动，设其加速度为a．

由牛顿第二定律有F=ma

解得加速度

电子射出极板时竖直方向的偏转距离

电子射出极板时竖直方向的分速度为v y=at1=

电子离开极板间电场后做匀速直线运动，经时间t2到达荧光屏，t2=

电子在t2时间在竖直方向运动的距离y2=v y t2=

这样，电子在竖直方向上的总偏移距离b=y1+y2

解得电子比荷

（3）极板D1、D2间仅有匀强磁场时，电子做匀速圆周运动，射出磁场后电子做匀速直线运动，如答图所示．

则

穿出磁场后在竖直方向上移动的距离

则

解得

答：（1）电子进入极板D1、D2间区域时速度的大小为；（2）电子的比荷的表达式为

；（3）P3与P1点的竖直间距y为r﹣+．

（2014秋?海淀区期末）汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子经加速电压加速后，穿过A′中心的小孔沿中心线O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P′间的区域，极板间距为d．当P 和P′极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；当P和P′极板间加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点；此时，在P和P′间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．不计电子的初速度、所受重力和电子间的相互作用．

（1）求电子经加速电场加速后的速度大小；

（2）若加速电压值为U0，求电子的比荷；

（3）若不知道加速电压值，但已知P和P′极板水平方向的长度为L1，它们的右端到荧光屏中心O点的水平距离为L2，O′与O点的竖直距离为h，（O′与O点水平距离可忽略不计），求电子的比荷．

解：（1）设电子经过加速电场加速后速度大小为v．

电子在电场、磁场共存的P和P'区域内做匀速直线运动，因此有：

解得：v=

（2）对于电子经过加速电场过程，根据动能定理有

解得：=

（3）设电子在P和P'区域内只有偏转电场时，运动的加速度为a，时间为t，离开偏转电场

时的侧移量为y，偏转的角度为θ．根据运动学公式有：

根据牛顿第二定律有：a=

电子在P 和P ′区域内运动时间：t=

联立解得：=

由于tan θ===，

所以y=

联立解得：=

答：（1）电子经加速电场加速后的速度大小；

（2）电子的比荷；

（3）若不知道加速电压值，但已知P 和P′极板水平方向的长度为L 1，它们的右端到荧光屏中心O 点的水平距离为L 2，O′与O 点的竖直距离为h ，则电子的比荷．

（2014北京海淀区期末反馈）汤姆逊当年用来测定电子比荷（电荷量e 与质量m 之比）的实验装置如图所示，真空玻璃管内C 、D 为平行板电容器的两极，圆形阴影区域内可由管外电磁铁产生一垂直纸面的匀强磁场，圆形区域的圆心位于C 、D 中心线的中点，直径与C 、D 的长度相等。已知极板C 、D 的长度为L 1，C 、D 间的距离为d ，极板右端到荧光屏的距离为L 2。由K 发出的电子，经A 与K 之间的高电压加速后，形成一束很细的电子流，电子流沿C 、D 中心线进入板间区域。若C 、D 间无电压，则电子将打在荧光屏上的O 点；若在

C 、

D 间加上电压U ，则电子将打在荧光屏上的P 点，P 点到O 点的距离为h ；若再在圆形区域内加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场，则电子又打在荧光屏上的O 点。不计重力影响。

（1）求电子打在荧光屏O 点时速度的大小。

（2）推导出电子比荷的表达式。

（3）利用这个装置，还可以采取什么方法测量电子的比荷？

答案（1）Bd U v

（2）)

2(22112L L dL B Uh m e += （3）说出任何一种合理方法均可，例如

a ．测量出A 与K 之间的电压U′；再在两极板间加上电压U ，电子将打在荧光屏上的P 点；测出O P 的长度便能计算电子的比荷；

b ．测量出A 与K 之间的电压U′；只在圆形区域内加一方向垂直于纸面的磁感应强度为B 的匀强磁场，电子将打在荧光屏上的P′点；测出OP′的长度便能计算电子的比荷；

c ．在两极板间加上电压U ，在圆形区域内加一方向垂直于纸面的磁感应强度为B 的匀强磁场，使电子打在荧光屏上的O 点；再撤去两极板间加上电压，电子将打在荧光屏上的P′点；测出OP′的长度便能计算电子的比荷；

d ．只在两极板间加上电压U ，电子将打在荧光屏上的P 点；只在圆形区域内加一方向垂直于纸面的磁感应强度为B 的匀强磁场，电子将打在荧光屏上的P′点；测出OP 、OP′的长度便能计算电子的比荷。

（2014北京海淀区期末反馈-奇点改编）汤姆逊当年用来测定电子比荷（电荷量e 与质量m 之比）的实验装置如图所示，真空玻璃管内C 、D 为平行板电容器的两极，圆形阴影区域内可由管外电磁铁产生一垂直纸面的匀强磁场，圆形区域的圆心位于C 、D 中心线的中点，直径与C 、D 的长度相等。已知极板C 、D 的长度为L 1，C 、D 间的距离为d ，极板右端到荧光屏的距离为L 2。由K 发出的电子，经A 与K 之间的高电压加速后，形成一束很细的电子流，电子流沿C 、D 中心线进入板间区域。若C 、D 间无电压，则电子将打在荧光屏上的O 点；若在C 、D 间加上电压U ，则电子将打在荧光屏上的P 点，P 点到O 点的距离为h ；若再在圆形区域内加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场，则电子又打在荧光屏上的O 点。不计重力影响。

（1）求电子打在荧光屏O 点时速度的大小。

（2）推导出电子比荷的表达式。

（3）利用这个装置，甲、乙两位同学分别提出了如下新方案来测量电子的比荷：

①甲同学方案：测量出A 与K 之间的电压U′；只在两极板间加上电压U ，电子将打在荧光屏上的P 点；测出O P 的长度h 便能计算电子的比荷；

②乙同学方案：测量出A 与K 之间的电压U′；只在圆形区域内加一方向垂直于纸面的磁感应强度为B 的匀强磁场，电子将打在荧光屏上的P′点；测出OP′的长度h 便能计算电子的比荷；

甲、乙两位同学的方案可行否？若不行，请用计算过程说明理由；若行，请推导电子比荷的表达式。

答案（1）Bd

U v = （2）)

2(22112L L dL B Uh m e +=

（2015?郑州一模）一种测定电子比荷的实验装置如图所示．真空玻璃管内，阴极K发出的电子经A、K之间的高压加速后，形成一细束电子流，沿平行板电容器中心轴线进入两极板C、D间的区域．已知极板的长度为l，C、D间的距离为d（d＜l），极板区的中心点M到荧光屏中点O的距离为s．若两极板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的O点；若在两极板间加上电压U，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上P点，P点到O点距离为Y；若去掉电场，在两板间加上方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，则电子将打在C板上的Q点，Q点离C板左侧边缘的距离为d．电子重力忽略不计，试求电子的比荷．

解：设电子刚进入平行板电容器极板间区域时的速度为v0，因为速度方向平行于电容器的极板，通过长度为l的极板区域所需的时间：t1= (1)

当两极板之间加上电压时，设两极板间的场强为E，作用于电子的静电力的大小为qE方向垂直于极板由C指向D，电子的加速度：a= (2)

而E= (3)

因电子在垂直于极板方向的初速度为0，因而在时间t1内垂直于极板方向的位移y1=at (4)

电子离开极板区域时，沿垂直于极板方向的末速度：v y=at1 (5)

设电子离开极板区域后，电子到达荧光屏上P点所需时间为t2：

t2= (6)

在t2时间内，电子作匀速直线运动，在垂直于极板方向的位移：y2=v y t2 (7)

P点离开O点的距离等于电子在垂直于极板方向的总位移y=y1+y2 (8)

由以上各式得电子的荷质比为：= (9)

加上磁场B后，荧光屏上的光点重新回到O点，表示在电子通过平行板电容器的过程中电子所受电场力与磁场力相等，即：qE=qv0B…（l0）

结合（3），即可得电子射入平行板电容器的速度：

v0= (11)

代入（9）式得：=y (12)

代入有关数据求得：==1.6×1011 C/kg

答：电子的荷质比为1.6×1011 C/kg．

电子荷质比测定

实验报告 【实验名称】：电子荷质比测定 【实验目的】： 1、了解利用电子在磁场中偏转的方法来测定电子荷质比。 2、通过实验加深对洛伦兹力的认识。 【实验仪器】: FB710型电子荷质比测定仪 【实验原理】： 当一个电荷以速度v垂直进入磁场时，电子要受到洛伦兹力的作用，它的大小可由公式 f=ev*B (1) 所决定，由于力的方向是垂直于速度的方向，则电子的运动的轨迹是一个圆，力的方向指向圆心，完全符合圆周运动的规律，所以作用力与速度的关系为 f=mv^2/r (2) 其中r时电子运动圆周的半径，由于洛伦兹力就是使电子做圆周运动的向心力，因此 evB=mv^2/r (3) 由公式转换可得 e/m=v/rB (4) 实验装置是用一电子枪，在加速电压U的驱使下，射出电子流，因此eU全部转变成电子的输出动能，因此又有 eU=mv^2/2 (5) 由公式（4）、（5）可得 e/m=2U/(r*B)^2 (6) 实验中可采取固定加速电压U，通过改变偏转点了，产生不同的磁场，进而测量出电子束的圆轨迹半径，就能测定电荷的荷质比。 亥姆赫兹线圈产生磁场的原理， B=K*I （7）其中K为磁电变换系数，可表达为 K=μ0（4/5）∧（3/2）*N/R （8）其中μ0是真空导磁率，等于4T*m/A或H/m,R为亥姆赫兹线圈的平均半径，N为单个线圈的匝数，其他参数 R=158mm,N=130匝，因此公式（6）可以改写为 e/m=[125/32]R∧2U/μ0∧2N∧2I∧2r∧2=2.474×10∧12 R∧2U/N∧2I∧2r∧2(C/kg) (9) 【实验内容】： 1、正确完成仪器的连接。 2、开启电源，使加速电压文档于120V。 3、调节偏转电流，使电子束的运行轨迹形成封闭的圆，细心调节聚焦电压，使电子束明亮，缓缓改变亥姆兹线圈中的电流，观察电子束大小、偏转的变化。 4、测量步骤：

电子荷质比测定

实验具体内容与要求 1、理解电子束实验仪面板上各个旋钮的作用，并能够正确使用。 2、主要实验内容包括四部分：电聚焦、电偏转、磁聚焦和磁偏转。要求正确使用电子束实验 仪和数显直流稳压源、完整记录测量数据（包括有效数字和单位）。 3、通过用直角坐标纸作图及求直线的斜率，求得电偏转和磁偏转的灵敏度。 4、正确计算电子的荷质比。 预习基本要求 1、了解示波管的结构和工作原理。 2、明白电聚焦、电偏转和磁聚焦、磁偏转的主要原理、需要测量和记录的物理量。 3、理解电偏转和磁偏转灵敏度的含义和测量、计算方法。 4、理解通过磁聚焦测量电子荷质比的原理。通过查表计算出电子荷质比的理论值。 常见问题与解答 1、实验过程中有时会出现找不到光点（光斑）的情况，可能的原因和解决的办法如下： （1）亮度不够。解决的办法是适当增加亮度。 （2）已经加有较大的电偏电压（x方向或和y方向），使光点偏出示波器的屏幕。此时应通过 调节电偏转旋钮，使偏转电压降为零。

2、在进行负向电偏转实验时，外接电压表指针会反向偏转，造成无法读数。 这时要将电压表的两个接线端对调，同时电压的测量结果要加负号。 预习思考题 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、用什么方法能使电子束偏转？ 3、用什么方法能使电子束聚焦？ 4、电偏转灵敏度与哪些因素有关？ 5、磁偏转灵敏度与哪些因素有关？ 6、如何发现和消除地磁场对测量电子荷质比的影响？ 实验注意事项 1、接通电子束实验仪电源后，严禁用手触摸面板上的金属接线头，以防高压电击。 2、正确选择外接电压表的量程，测U1和U2时用1500V量程，测电偏转电压时用100V量程。 3、开启和关闭外接直流稳压电源前，必须将输出电压调为零，以免自感电动势损坏稳压电源。

实验5 电子荷质比的测定

电子荷质比的测量 一、实验目的 1.观察电子束在电场作用下的偏转。 2.加深理解电子在磁场中的运动规律，拓展其应用。 3.学习用磁偏转法测量电子的荷质比。 二、实验仪器 电子荷质比测定仪及电源 三、实验原理 众所周知当一个电子以速度v 垂直进入均匀磁场时，电子要受到洛仑兹力的作用，它的大小可由公式： e f ?= （2.10-1） 所决定，由于力的方向是垂直于速度的方向，则电子的运动轨迹就是一个圆，力的方向指向圆心，完全符合圆周运动的规律，所以作用力与速度又有： r mv f 2 = （2.10-2） 其中r 是电子运动圆周的半径，由于洛仑兹力就是使电子做圆周运动的向心力，因此可将（2.10-1)、(2.10-2)式联立： r mv evB 2 = （2.10-3） 由（2.10-3)式可得： rB v m e = （2.10-4） 实验装置是用一电子枪，在加速电压u 的驱使下，射出电子流，因此eu 全部转变成电子的输出动能：

22 1mv eu = （2.10-5） 将（2.10-4）与（2.10-5)式联立可得： 2 )(2B r u m e ?= （2.10-6） 实验中可采取固定加速电压u ，通过改变不同的偏转电流，产生出不同的磁场，进而测量出电子束的圆轨迹半径r ，就能测定电子的荷质比——e/m 。 按本实验的要求，必须仔细地调整管子的电子枪，使电子流与磁场严格保持垂直，产生完全封闭的圆形电子轨迹。按照亥姆霍兹线圈产生磁场的原理: I K B ?= （2.10-7） 其中K 为磁电变换系数，可表达为： R N K ?=23 0)54(μ （2.10-8） 式中0μ是真空导磁率，它的值270104--??=A N πμ，R 为亥姆霍兹线圈的平均半径，N 为单个线圈的匝数，由厂家提供的参数可知R=158mm ，N=130匝，因此公式（2.10-6）可以改写成： )(10474.2]32125[222212222202kg C r I N u R r I N u R m e ????=?????=μ （2.10-9） 四、实验步骤 1. 接好线路。 2. 开启电源，使加速电压定于120V ，耐心等待，直到电子枪射出翠绿色的电子束后，将加速电压定于100V 。本实验的过程是采用固定加速电压，改变磁场偏转电流，测量偏转电子束的圆周半径来进行。（注意：如果加速电压太高或偏转电流太大，都容易引起电子束散焦） 3. 调节偏转电流，使电子束的运行轨迹形成封闭的圆，细心调节聚焦电压，使电子束明亮，缓缓改变亥姆霍兹线圈中的电流，观察电子束的偏转的变化。 4. 测量步骤： （1）调节仪器后线圈上反射镜的位置，以方便观察；

电子比荷的测定.

实验三：电子比荷的测定 一、实验目的 1、观察电子束在电场作用下的偏转。 2、观察运动电荷在磁场中受洛仑兹力作用后的运动规律，加深对此的理解。 3、测定电子的比荷 二、实验仪器 DH4520型电子比荷测定仪包括：洛仑兹力管、亥姆霍兹线圈、供电电源和读数标尺等部分。仪器采用一体化设计，整个安装在木制暗箱内，便于观察、测量、携带和贮存，如图一所示。 1、洛仑兹力管洛仑兹力管又称威尔尼管，是 本实验仪的核心器件。它是一个直径为153mm的大 灯泡，泡内抽真空后，充入一定压强的混合惰性气 体。泡内装有一个特殊结构的电子枪，由热阴极、 调制板、锥形加速阳极和一对偏转极板组成，如图 二所示。经阳极加速后的电子，经过锥形阳极前端 的小孔射出，形成电子束。具有一定能力的电子束 与惰性气体分子碰撞后，使惰性气体发光，从而使 电子束的运动轨迹成为可见。 2、亥姆霍兹线圈亥姆霍兹线圈是由一对绕向 一致，彼此平行且共轴的圆形线圈组成。如图三所示。当两线圈正向串联并通以电流I，且距离a等于线圈的半径r时，可以在线圈的轴线上获得不太强的均匀磁场。如两线圈间的距离a不等于r时，则轴线上的磁场就不均匀。 同学们可根据两个单个线圈轴线 上P点磁感应强度B的叠加，求出当 a=r时，亥姆霍兹线圈轴线上总的磁 感应强度B=9×104 I 3、供电电源供电电源的前面板如图四所示： 偏转电压偏转电压开关分“上正”、“断开”、“下正”三档。置“上正”时上偏转板接正电压，下偏转板接地。置“下正”时则相反。置“断开”时，上下偏转板均无电压接入。观察与测量电子束在洛仑兹力作用下的运动轨迹

时，应置“断开”位置。偏转电压的大小，由偏转电压开关下面的电位器调节。电压值从50~250V，连续可调，无显示。 阳极电压阳极电压接洛仑兹力管内的加速电极，用于加速电子的运动速度。电压值由数字电压表显示，值的大小由电压表下的电位器调节。实验时的电压范围约100~200V。 线圈电流线圈电流（励磁电流）方向开关分“顺时”、“断开”、“逆时”三档。置“顺时”时线圈中的电流方向为顺时针方向，线圈上的顺时批示灯亮，产生的磁场方向指向机内。置“逆时”时则相反。置“断开”时，线圈上的电流方向指示灯全熄灭，线圈中没有电流。电流值由数字电流表指示，值的大小，由电流表下面的电位器调节。 请注意：在转换线圈电流的方向前，应先将线圈电流值调到最小，以免转换电流方向时产生强电弧烧坏开关的接触点。 在观察电子束在电场力的作用下发生偏转时，应将此开关置“断开”位置。 在仪器后盖上设有外接电流表和外接电压表接线柱，以备在作课堂演示时外接大型电压表和电流表。 读数装置在亥姆霍兹线圈的前后线圈上，分别装有单爪数显游标尺和镜子，以便在测量电子束圆周的直径D时，使游标尺上的爪子、电子束轨迹、爪子在镜中的象三者重合，构成一线，以减小视差，提高读数的准确性。游标读数为inch和mm刻度两种，请选mm刻度。 实验原理 对于在均匀磁场B中的以速度v运动的电子，将受到洛仑兹力 f=evB 的作用。不v和B同向时，力F等于零，电子的运动不受磁场的影响。当v和B垂直时，力F垂直于速度v和磁感应强度B，电子在垂直于B的平面内作匀速圆周运动，如图五所示。维持电子作圆周运动的力就是洛仑兹力，即 mv2 EvB= r 式中R为电子运动轨道的半径。得电子比荷 由此可见实验中只要测定了电子运动的速度v，轨道的半径R和磁感应强度B，即可测定电子的比荷。 电子运动的速度v应该由加速电极，即阳极的电压U决定（电子离开阴极时的初速度相对来说很小，可以忽略）。即

电子荷质比的测量

编号 学士学位论文电子荷质比的测量 学生姓名：麦麦提江.吾吉麦 学号：20070105035 系部：物理系 专业：物理学 年级：07-1班 指导教师：依明江 完成日期：2012 年 5 月 4 日

1 中文摘要 电子荷质比的测量方法很多,主要用近代物理实验来测定,例如,有磁控管法、 汤姆逊法、 塞曼效应法、密立根油滴实验法及磁聚焦法等,各有特点准确度也不一样。 这文章中利用普通物理实验来进行测量，根据电荷在磁场中的运动特点， 利用电子束实验仪进行电子荷质比测定实验，分析了电子束的磁聚焦原理，通过对同一实验多组实验数据的分析处理，最后分析了产生实验误差的主要原因。 关键词：磁聚焦；电子荷质比；螺旋运动 ；亮线段； 误差；

2 中文摘要 (1) 引言 ........................................................................................................................ 3 1. 电子荷质比测量的简要历程 ............................................................................... 3 2. 电子在磁场中的运动 ........................................................................................... 4 2.1电荷在磁场中的运动特点.................................................................4 2.2电子束的磁聚焦原理 ............................................................................................. 4 2.2.1电子荷质比的测量..................................................................... 6 2.2.2决定荧光屏上亮线段的因素 ............................................................................. 6 3.实验结果 ............................................. ................................................. 8 3.1.产生实验误差的主要原因分析.................. ....................................... 10 3.1.1地磁分量对实验结果的影响 ................................... ..............................11 3.1.2光点判断不准对实验结果的影响 .................................................................... 11 3.1.3示波管真空度的影响 .............................. ..........................................11 结论 .......................................................................................................................... 12 参考文献 .................................................................................................................. 13 致谢 .. (14)

解读《中华人民共和国电子签名法》

解读《中华人民共和国电子签名法》区别于执笔者为了表示对文件、单据负责而亲自写上自己姓名和画上记号的，具有法律意义行为的签名，电子签名是附加于数据电文中，或与之有逻辑上联系的电子形式的数据。它可用于数据电文签名人的身份，并表明同意数据电文中所包涵的信息内容。 传统的签名是指特定的人手写的自己的名字，以此来表达他将受书面内容的约束的意愿，对签名的要求包括正确的名字、书面形式、本人亲手书写。但随着经济的迅速发展，科学技术日新月异，传统的电子签名形式成为了许多交易的障碍。形式上的要求常导致不公平；在公众交易或贸易方面缺乏操作性；不便于在电子通讯环境中使用等缺陷使传统签名收到质疑。并且传统签名本身就具有局限性及风险，它局限于以纸面等有形固体物为介质，无论是书写还是传送，都较之电子通讯媒介的成本要高很多。其次，它必须由个人亲自书写，这虽然对法律形式的发生具有证据法上的意义，但是从交易数量和频率上看，由于受书写人的精力、时间及其行动空间的约束，不适合于大规模的交易行为的进行。其三，传统电子签名存在相当大的被仿冒的可能性，一方面仿冒并不需要很高的技术或成本，另一方面对伪造签名的鉴定，却需要一定的前提条件和专业的技术，并且其鉴定的准确性绝非万无一失。 随着电子商务的蓬勃兴起，交易安全成为其要解决的核心问题之一。信息的保密性；交易各方身份的认证；信息的防抵赖性；信息的完整性、防篡改都是它的需求。并且在以计算机网络工具的商务交易中，信息的载体已变得无纸化，因此电子签名便应运而生了。 电子签名与传统签名在功能上具有等价之处，但其间有许多的差异。电子签名一般是通过在线签署的，是一种远距离的认证方式，具有时空性，不像传统签名保证签名人亲临现场；电子签名本身是一种数据，它很难像纸面签名一样，将原件向法院提交；电子签名可以一个人拥有多个，每使用一个信息系统，就配发一个，但他们唯一标识一个主体；传统签名几乎不存在被签名人完全忘记的情况，但电子签名有可能被遗忘，记忆难度大；传统手书签名可以视觉比较，但电子签名一般需要计算机系统进行鉴别。电子签名在技术上被分为两大类：第一类是个人身份或个人身份号码（PIC/PIN），即以人为的特征作为鉴别的参照物；第二类是与用户个人身份特征相联系。 作为具有法律效力的电子签名，需有国际通用性，具有一定基本功能，具有相当的安全性。电子签名还应满足独特性，能表明该签名是其拥有者直接签署，或使用由签名拥有者独占控制下的方式生成，附加于数据电文之中，并对数据的完整性提供可靠保证的方式生成，与数据电文相联系的，电子签名的归属与完整性推定是对其基本功能的补充措施。同时电子签名它满足法律关于签名的要求与约束：当事人以合法的方式签署了电子签名，他不可否认的承认自己是电子签名的发送人，如果数据电文构成一项法律文件，它就是该文件的发送人；签署人承认、认可、证实了数据电文的内容，如果该数据电文构成一项法律文件，他就不能对该文件内容否认其所做出的承认、认可、证实。 《签名示范法》是联合国2000年9月颁发执行的，适用于需要使用电子签名的各种商业活动中，要求平等对待签名技术，保持国际协调性，尊重当事人意愿。并规定了电子签名的基本要求，预决性以及使用人、证书服务者的义务，使得电子签名具有可信赖性。

电子荷质比测量

实验6. 电子荷质比测量 带电粒子的电量与质量的比值--荷质比(又称：比荷)，是带电微观粒子的基本参量之一。荷质比的测定在近代物理学的发展中具有重大的意义，是研究物质结构的基础。1897年，J.J.汤姆逊正是在对“阴极射线”粒子荷质比的测定中，首先发现电子的。测定荷质比的方法很多，汤姆逊所用的是磁偏转法，而本实验采用磁聚焦法。 一．实验目的 1.了解示波管的基本构造和工作原理。 2.理解示波管中电子束电聚焦的基本原理。 3.掌握利用作图法求电磁偏转灵敏度的数据处理方法。 二．实验原理 1.示波管的基本结构 示波管又叫阴极射线管，以8SJ31J为例，它的构造如图6.1所示，主要包括三个部分：前端为荧光屏，中间为偏转系统，后端为电子枪。 图6.1 示波管结构示意图 （1）电子枪 电子枪的作用是发射电子，并把它们加速到一定速度聚成一细束。电子枪由灯丝、阴极K、控制栅极G、第一阳极A l、第二阳极A2等同轴金属圆筒和膜片组成。灯丝通电后加热阴极K，使阴极K 发射电子。控制栅极G的电位比阴极低，对阴极发出的电子起排斥作用，只有初速度较大的电子才能穿过栅极的小孔并射向荧光屏，而初速度较小的电子则被电场排斥回阴极。通过调节栅极电位可以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变荧光屏上的光斑亮度。阳极电位比阴极电位高很多，对电子起加速作用，使电子获得足够的能量射向荧光屏，从而激发荧光屏上的荧光物质发光。第一阳极A l称为聚焦阳极；第二阳极A2称为加速阳极，增加加速电极的电压，电子可获得更大的轰击动能，荧光屏的亮度可以提高，但加速电压一经确定，就不宜随时改变它来调节亮度。 （2）偏转系统 偏转系统由两对互相垂直的偏转板(平板电容器)构成，其中一对是上下放置的Y轴偏转板(或称垂直偏转板)，另一对是左右放置的x轴偏转板(或称水平偏转板)。若在偏转板的极板间加上电压，则板间电场会使电子束偏转，使相应荧光屏上光点的位置发生偏移，偏移量的大小与所加电压成正比。其中，X轴偏转板使电子束在水平方向(X轴)上偏移，Y轴偏转板使电子束在垂直方向(Y轴)上偏移。 （3）荧光屏 荧光屏是用来显示电子束打在示波管端面的位置。屏上涂有荧光物质，在高速电子轰击下发出荧光。当电子射线停止作用后，荧光物质将持续一段时间后才停止发光，这段时间称为余辉时间。不同材料的荧光粉发出的颜色不同，余辉时间也不同。如果电子束长时间轰击荧光屏上固定一点，则这一点会被烧坏而形成暗斑，所以当电子束光斑需要长时间停留在屏上不动时，应将光点亮度减弱。示波管内部表面涂有石墨导电层，叫屏蔽电极，它与第二阳极连在一起，可避免荧光屏附近电荷积累。

中华人民共和国电子签名法(2015修正)

中华人民共和国电子签名法(2015修正) 【法规类别】电子工业管理 【发文字号】中华人民共和国主席令第24号 【法宝提示】国务院关于第二批清理规范192项国务院部门行政审批中介服务事项的决定【发布部门】201 【发布日期】2015.04.24 【实施日期】2015.04.24 【时效性】现行有效 【效力级别】法律 中华人民共和国电子签名法 （2004年8月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十一次会议通过根据2015年4月24日第十二届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议《关于修改〈中华人民共 和国电力法〉等六部法律的决定》修正） 目录 第一章总则 第二章数据电文 第三章电子签名与认证

第四章法律责任 第五章附则 第一章总则 第一条为了规范电子签名行为，确立电子签名的法律效力，维护有关各方的合法权益，制定本法。 第二条本法所称电子签名，是指数据电文中以电子形式所含、所附用于识别签名人身份并表明签名人认可其中内容的数据。 本法所称数据电文，是指以电子、光学、磁或者类似手段生成、发送、接收或者储存的信息。 第三条民事活动中的合同或者其他文件、单证等文书，当事人可以约定使用或者不使用电子签名、数据电文。 当事人约定使用电子签名、数据电文的文书，不得仅因为其采用电子签名、数据电文的形式而否定其法律效力。 前款规定不适用下列文书： （一）涉及婚姻、收养、继承等人身关系的； （二）涉及土地、房屋等不动产权益转让的； （三）涉及停止供水、供热、供气、供电等公用事业服务的； （四）法律、行政法规规定的不适用电子文书的其他情形。 第二章数据电文 第四条能够有形地表现所载内容，并可以随时调取查用的数据电文，视为符合法

中华人民共和国电子签名法(2015年修正)-全国人大法律

中华人民共和国电子签名法（2015年修正） 本法变迁史： 1．中华人民共和国电子签名法（2004年8月28日发布、2005年4月1日实施） 2．本法规已被《全国人民代表大会常务委员会关于修改部分法律的决定》（2015年4月24日发布、2015年4月24日实施）修改 目录 第一章总则 第二章数据电文 第三章电子签名与认证 第四章法律责任 第五章附则 第一章总则 第一条为了规范电子签名行为，确立电子签名的法律效力，维护有关各方的合法权益，制定本法。 第二条本法所称电子签名，是指数据电文中以电子形式所含、所附用于识别签名人身份并表明签名人认可其中内容的数据。 本法所称数据电文，是指以电子、光学、磁或者类似手段生成、发送、接收或者储存的信息。 第三条民事活动中的合同或者其他文件、单证等文书，当事人可以约定使用或者不使用电子签名、数据电文。 当事人约定使用电子签名、数据电文的文书，不得仅因为其采用电子签名、数据电文的形式而否定其法律效力。 前款规定不适用下列文书： （一）涉及婚姻、收养、继承等人身关系的； （二）涉及土地、房屋等不动产权益转让的； （三）涉及停止供水、供热、供气、供电等公用事业服务的； （四）法律、行政法规规定的不适用电子文书的其他情形。 第二章数据电文 第四条能够有形地表现所载内容，并可以随时调取查用的数据电文，视为符合法律、法规要求的书面形式。 第五条符合下列条件的数据电文，视为满足法律、法规规定的原件形式要求： （一）能够有效地表现所载内容并可供随时调取查用； （二）能够可靠地保证自最终形成时起，内容保持完整、未被更改。但是，在数据电文上增加背书以及数据交换、储存和显示过程中发生的形式变化不影响数据电文的完整性。 第六条符合下列条件的数据电文，视为满足法律、法规规定的文件保存要求： （一）能够有效地表现所载内容并可供随时调取查用； （二）数据电文的格式与其生成、发送或者接收时的格式相同，或者格式不相同但是能够准确表现原来生成、发送或者接收的内容；

E.电子比荷的测量

实验名称电子比荷的测量 一、前言 19世纪80年代英国物理学家J.J汤姆孙做了一个著名的实验：将阴极射线受强 磁场的作用发生偏转，显示射线运行的曲率半径；并采用静电偏转力与磁场偏转力平 衡的方法求得粒子的速度，结果发现了“电子”，并得出了它的电荷量与质量之比 e m。 电子荷质比是电子的电荷量与其质量的比值，是研究物质结构的基础，其测定在 物理学发展史上占有重要的地位。经现代科学技术测定的电子荷质比的标准值是：11 1.75910C/kg 。测定电子荷质比的方法有很多，如磁偏转法、磁聚焦法、磁控管法、 滤速器法等。本实验仪沿用当年英国物理学家汤姆孙思路，利用电子束在磁场中运动 偏转的方法来测量电子的荷质比。 二、教学目标 1、了解电子在电场和磁场中的运动规律。 2、测量电子的荷质比。 3、掌握电子荷质比测试仪的测量原理及方法。 4、通过实验加深对洛伦兹力的认识。 三、教学重点 1、电子在磁场中的运动规律。 四、教学难点 1、电子圆运动轨道半径的测量。 五、实验原理 图1 电子在磁场中受力图当一个电子以速度v垂直进入均匀磁场时，电子就要受到洛 仑兹力的作用(图1)：

f ev B =? （1） 由于力的方向是垂直于速度的方向，则电子的运动轨迹就是一个圆，力的方向指向圆心，完全符合圆周运动的规律，所以作用力与速度又有： 2f mv r = （2） 其中r 是电子运动圆周的半径，由于洛仑兹力就是使电子做圆周运动的向心力，因此可将(1)、(2)式联立： 2evB mv r = （3） 由(3)式可得： e v m rB = （4） 实验装置是用一电子枪，在加速电压U 的驱使下，射出电子流，因此加速电场所做功eU 全部转变成电子的输出动能： 22eU mv = （5） 将(4)与(5)式联立可得： 2 2()e U m r B =? （6） 实验中可采取固定加速电压U ，通过改变不同的偏转电流，产生出不同的磁场，进而测量出电子束的圆轨迹半径r ，就能测定电子的荷质比e m 。 按本实验的要求，必须仔细地调整管子的电子枪，使电子流与磁场严格保持垂直，产生完全封闭的圆形电子轨迹。按照亥姆霍兹线圈产生磁场的原理: B K I =? （7） 其中K 为磁电变换系数，可表达为： 3204()5N K R μ=? （8） 式中0μ是真空导磁率，它的值720410N A μπ--=??，R 为亥姆霍兹线圈的平均半径，N 为单个线圈的匝数，由厂家提供的参数可知158R mm =，130N =匝，将(7)和(8)代入公式(6)可得：

测定电子荷质比

设计性实验十 测定电子荷质比 实验目的 1．了解热电子发射(thermal emission)的概念。 2．理解磁控法测量电子荷质比(charge to mass ration)的原理。 3．加强学生作图法处理实验数据的训练。 4．训练学生用计算机软件采集和处理实验数据。 实验过程中重点学习内容 1．热电子发射的概念。 2．磁控法测量电子荷质比的原理。 3．磁控法测量电子荷质比计算机软件原理。 实验原理 若真空二极管的阴极（用被测金属钨丝做成）通以电流加热，并在阳极外加以正电压时，在连接这两个电极的外电路中将有电流通过。如图1所示：这种电子从热金属丝发射的现象，称热电子发射。 图1 热电子发射 图2 与成线性关系 a U 2 c I 如果将理想二极管置于磁场中，二极管中径向运动的电子将受到洛仑兹力的作用而作曲线运动。当磁场强度达到一定值时，作曲线运动的径向电子流将不再能达到阳极而“断流”。我们将利用这一现象来测定电子的荷质比。此种方法称为磁控法。 在单电子中，从阴极发射出质量为m 的电子的动能应由阳极加速电场能eUa 和灯丝加热后电子“热激发”所具有能量E 两部分构成，根据能量守恒定律有：

E eU m a +=22 1 υ ---- (1) 电子在磁场的作用下做半径为R 的圆周运动，应满足 B e R m υυ=2 ------ (2) 而螺线管线圈的磁感强度B 与励磁电流(field current)I s 成正比 ------ (3) s I K B ' =由(1)， (2)， (3)式可得： 2'2 2 2 K R m e I e E U s a ××=+ ------ (4) 设：K 2'2 2 K R m e ××= ----- (5) （K 为一—常量） 并设阳极内半径为r ，阴极（灯丝）半径忽略不计，则处于临界状态下有：R=2 r ； ，阳极电压与关系可写为：c s I I =a U c I e E KI U c a ?=2 ----- (6) 显然与成线性关系。改变不同的有不同的值与之对应，如图2所示，用同一个理想二极管在不同的阳极电压下用图解法可测得不同的值。根据数据组，求得斜率K ，由K 的值即可求得电子的荷质比a U 2 c I a U c I c I 2 c a I U ?2'21 2K R K m e ×× = 其中 ； n K 0' μ= m H 70104?×=πμ真空磁导率，n=线圈匝数T 。 按表1数据绘制图2，从图中求出并将、和列表2。由Is~Ia 曲线求切线，其交点对应的Ia 即Ic 。 c I a U c I 2 c I 表1 不同下的Is 和I a U a 数据 s I (mA ） a U =2.0V a I (μA) s I (mA) a U =3.0V a I (μA) s I (mA) a U =4.0V a I (μA) a U =5.0V s I (mA)

磁聚焦法测电子荷质比完整版

磁聚焦法测电子荷质比 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

电子荷质比的测量 胡洋洋 能动07班 电子荷质比的测量———实验简介 带电粒子的电荷量与质量的比值，称为荷质比。荷质比是带电粒子的基本参量之一，是研究物质结构的基础。目前测得的电子荷质比的数值为 。 带电粒子在磁场中受电场力的作用，在磁场中受磁场力的作用，带电粒子的运动状态将发生变化。这种现象的发现，为科学实验及工程技术带来了极大的应用价值。受电场力或磁场力的作用，带电粒子可以聚焦，形成细束流，这是示波管和显像管的工作基础。利用带电粒子在磁场和电场中的受力聚焦而形成的电透镜或磁透镜，是构成电子显微镜的基层本组件。带电粒子受力加速或改变运动方向，这又是直线加速器或回旋加速器的工作原理。此类电磁元件和仪器设备极大地丰富了科学研究和工程技术的方法和手段，推动了科学技术的发展。 实验原理 磁聚焦法测定电子荷质比 1．带电粒子在均匀磁场中的运动： a．设电子e在均匀磁场中以匀速V运动。当时，则在洛仑兹力f作用下作圆周运动，运动半径为R，由 （1）

得 （2） 如果条件不变，电子将周而复始地作圆周运动。可得出电子在这时的运动周期T： （3） 由此可见：T只与磁场B相关而与速度V无关。这个结论说明：当若干电子在均匀磁场中各以不同速度同时从某处出发时，只要这些速度都是与磁场B垂直，那么在经历了不同圆周运动，会同时在原出发地相聚。不同的只是圆周的大小不同，速度大的电子运动半径大，速度小的电子运动半径小（图1）。 图1 v垂直于B 图2 v与B成角b．若电子的速度V与磁场B成任一角度： 我们可以把V分解为平行于磁场B的分量和垂直于B的分量；这时电子的真实运动是这两种运动的合成：电子以作垂直于磁场B的圆周运动的同时，以作沿磁场方向的匀速直线运动。从图2可看出这时电子在一条螺旋线上运动。 可以计算这条螺旋线的螺距： 由式3得 （4） 由此可见，只要电子速度分量大小相等则其运动的螺距就相同。这个重要结论说明如果在一个均匀磁场中有一个电子源不断地向外提供电子，那么不论这些电子

汤姆孙电子比荷测定的几种方法

汤姆孙电子比荷测定的几种方法 普通高中课程标准物理选修3-5第十八章《原子结构》的第一节“电子的发现”中,教材介绍了英国物理学家J. J. 汤姆孙应用气体放电管发现电子的研究过程,教科书中以“思考与讨论”的形式向学生展示汤姆孙如何确定阴极射线的带电性质和电子的比荷测定过程,但是对于实验中如何来确定电子在磁场中运动的半径r,教科书只是用了一句话“阴极射线的粒子做圆周运动的半径r可以通过P3点的位置算出”来表述,对于这句话有些好学的学生在课后花时间钻研,并问了以下几个问题. (1)是如何由P3点的位置推算出粒子在磁场做圆周运动的半径r? 学生做了书后的“问题与练习”中的第4题后,发现计算比荷的方法与书中介绍的方法是不同的,提出: (2)汤姆孙当年研究时是用那一种方法来测定电子比荷的? (3)汤姆孙当时研究测定比荷时还有其他方法吗? 这些问题实际可以归结于汤姆孙当年是如何测算电子比荷的,以下就此作一介绍. 教科书中介绍的是汤姆孙利用磁偏转法测定电子比荷的,后面的问题与练习中介绍的是汤姆孙利用电场偏转法测定电子比荷的,其实汤姆孙还用法拉第筒来测定电子的比荷,汤姆孙还设计了一种利用电磁偏转方法来测定正离子比荷的实验装置. 一、利用磁偏转法测量电子比荷 如图1所示,就是教科书中向学生介绍的当年汤姆孙通过气体放电管利用磁偏转法测量电子比荷. (1)当金属板D1、D2之间不加电场时,射线不偏转,打在屏上的P1点,加上图示的电场后,射线打在屏上的P2点,说明射线带负电. (2)再在D1、D2之间加上一个磁场,让射线回到P1点,由二力平衡(速度选择器原理)得: Ee=evB,v==. (3)撤去电场,射线只在磁场的作用下打到了荧光屏的P3点,如图2所示,P1到P2的距离为y,阴极射线在磁场中运动:由洛仑兹力提供向心力:

实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比

实验报告-磁聚焦法测定电子荷质比 篇一：电子荷质比的测定(实验报告) 大学物理实验报告 实验名称磁聚焦法测电子荷质比实验日期 2020-04-24实验人员袁淳(202002120406) 【实验目的】 1. 了解电子在电场和磁场中的运动规律。 2. 学习用磁聚焦法测量电子的荷质比。 3. 通过本实验加深对洛伦兹力的认识。 【实验仪器】 FB710电子荷质比测定仪。 【实验原理】 当螺线管通有直流电时，螺线管内产生磁场，其磁感应强度B的方向，沿着螺线管的方向。电子在磁场中运动，其运动方向如果同磁场方向平行，则电子不受任何影响；如果电子运动力向与磁场方向垂直，则电子要受到洛伦兹力的作用，所受洛伦兹力为： F?evB 将运动速度分解成与磁感应强度平行的速度 v//和与磁感应强度垂直的速度v?。v//不受洛伦兹力的影响，继续 沿轴线做匀速直线运动。?在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其方程为：

2 mv F?evB? r 则 由阴极发射的电子，在加速电压U的作用下获得了动能，根据动能定理， 2 e2U ?则 2m(rB) 保持加速电压U不变，通过改变偏转电流I，产生不同大小磁场，保证电子束与磁场严格垂直，进而测量电子 v e?? mrB 1 mv?eU2 束的圆轨迹半径，就能测量电子的 r m值。

32 4?0NIB?()?螺线管中磁感应强度的计算公式以 5R 数=130匝； R为螺线管的平均半径=158mm。得到最终式： 表示，式中?0=4?×10 -7 H/m。N是螺线管的总匝 e?125?UR2U12 ???3.65399?10?22?C/kg??2m?32??0NIrIr 测出与U与I相应的电子束半径，即可求得电子的荷质比。 r 【实验步骤】 —第 1 页共 2 页— 1. 接通电子荷质比测定仪的电源，使加速电压定于120V，至能观察到翠绿色的电子束后，降至100V； 2. 改变偏转电流使电子束形成封闭的圆，缓慢调节聚焦电压使电子束明亮，缓慢改变电流观察电子束大小和偏转的变化； 3. 调节电压和电流，产生一个明亮的电子圆环； 4. 调节仪器后线圈的反光镜的位置以方便观察； 5. 移动滑动标尺，使黑白分界的中心刻度线对准电子枪口与反射镜中

电子荷质比

电子的荷质比测定 测量某些基本物理学常量是物理实验的重要任务之一。一些物理学的微观量(例如电子的质量)非常小，很难用直接测量的方法测出它的质量。我们已有了一些方法测量电子的电量，例如密立根油滴实验所采用的方法。如果能测出电子的电量与电子的质量的比值e／m(称为电子的荷质比)，就可间接测出电子的质量。我们常用的电子的“静止质量”就是这样测出来的。测量电子荷质比的方法很多，例如汤姆逊法、滤速器法、磁控管法等。本实验介绍的是用纵向磁聚焦法测定电子荷质比。 一、实验目的 1 了解电子在电场和磁场中的运动规律； 2 学习用纵向磁聚焦法测量电子的荷质比； 3 通过本实验加深对洛伦兹力的认识。 二、实验仪器 1 电子荷质比测定仪DHB-2（主要由直流稳压电源、一台荷质比测定仪和一个长直螺线管及在螺线管内放臵的一个示波管组成）、双刀开关。

示波管简介： 三、实验原理 电子的电荷与质量之比称为电子荷质比。本实验利用磁场聚焦法测定电子荷质比，这是利用长直螺线管内安装一支示波管，螺线管的线圈通有直流电时，螺线管内产生沿轴向的匀强磁场，示波器内的电子枪发射的电子基本上是沿着螺线管的轴向飞行。为了让电子有一个垂直于轴向的分量，在靠近阴极的地方安装一个偏转极板。加上偏转电压，从而使电子的运行轨迹成螺旋聚焦型。 图1 示波管

磁聚焦法测定电子荷质比的基本实验电路图如图2所示。当螺线管通有直流电时，管内磁感应强度B 的方向沿螺线管的轴线方向，电子枪发射的电于也基本上沿着螺线管的轴线方向飞行。 电子在均匀磁场中运动时，受到洛伦兹力 的大小为： (1) 式中，是电子运动速度的大小，是均匀磁场中磁感应强度的大小。当电子运动方 向与磁场方向斜交时，电子做螺旋运动，见图1所示。 图3电子在磁场中的螺旋运动 图2 电路连接

电子荷质比的测定(实验报告)

大学物理实验报告 实验名称磁聚焦法测电子荷质比 实验日期2010-04-24 实验人员袁淳(200902120406)

大学物理实验报告——磁聚焦法测电子荷质比 —第 1 页 共 2 页— 【实验目的】 1. 了解电子在电场和磁场中的运动规律。 2. 学习用磁聚焦法测量电子的荷质比。 3. 通过本实验加深对洛伦兹力的认识。 【实验仪器】 FB710电子荷质比测定仪。 【实验原理】 当螺线管通有直流电时，螺线管内产生磁场，其磁感应强度B 的方向，沿着螺线管的方向。电子在磁场中运动，其运动方向如果同磁场方向平行，则电子不受任何影响；如果电子运动力向与磁场方向垂直，则电子要受到洛伦兹力的作用，所受洛伦兹力为： 将运动速度分解成与磁感应强度平行的速度//v 和与磁感应强度垂直的速度⊥v 。//v 不受洛伦兹力的影响，继续沿轴线做匀速直线运动。⊥v 在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其方程为： 则 由阴极发射的电子，在加速电压U 的作用下获得了动能，根据动能定理， 则 保持加速电压U 不变，通过改变偏转电流I ，产生不同大小磁场，保证电子束与磁场严格垂直，进而测量电子束的圆轨迹半径r ，就能测量电子的m e 值。 螺线管中磁感应强度的计算公式以R NI B 023)54(μ?=表示，式中0μ=4π×10-7H/m 。N 是螺线管的总匝 数=130匝； R 为螺线管的平均半径=158mm 。得到最终式： ()()kg C r I U NIr UR m e /1065399.3321252212202??=??? ??=μ 测出与U 与I 相应的电子束半径r ，即可求得电子的荷质比。 【实验步骤】 2)(2rB U m e =eU mv =221evB F =r mv evB F 2==rB e ν= m

电子在电场、磁场中的运动及电子荷质比的测定

电子在电场、磁场中的运动及电子荷质比的测定 电子具有一定的质量与电量。它在电场或磁场中运动时会受到电、磁场的作用，使自己的运动状态发生变化，产生聚焦或偏转现象。利用聚焦偏转现象可以研究电子自身的性质，例如可以测定电子比荷（也称为荷质比），即单位质量带有的电荷e/m。此外示波器的示波管、电视机显象管也是利用电子在电、磁场中的聚焦、偏转性质工作的。 一、实验目的 1）了解示波管结构； 2）掌握电偏转、磁聚焦原理； 3）测定电子荷质比。 二、实验仪器 JDC-II型电子和场实验仪；电压表（测高压） 三、实验原理 1、示波管结构 实验中采用的电子示波管型号是8SJ45J，就是示波器中的示波管。通常用在雷达中。它的工作原理与电视显像管非常相似，这种管子又名阴极射线管（CRT）或电子束示波管。它是阴极射线示波器中的主要部件，在近代科学技术许多领域中都要用到，是一种非常有用的电子器件。利用电子示波管来研究电子的运动规律非常方便，我们研究示波管中电子的运动也有助于了解示波器的工作原理。 图1 电子示波管的构造如图1所示。包括下面几个部分： （1）电子枪，它的作用是发射电子，把它加速到一定速度并聚成一细束（2）偏转系统，由两对平板电板构成，一对上下放置的叫y轴偏转板或垂直偏转板，另一对左右放置的是x轴偏转板或水平偏转板；（3）荧光屏，用以显示电子束打在示波管端面的位置。所有这几部分都密封在一只玻璃外壳中，玻璃管壳内抽成高度真空，以避免电子与空气分子发生碰撞引起电子束的散射。 电子枪的内部构造如图2。电子源是阴板， 图中用字母K表示。它是一只金属圆柱筒，里面 装有一根加热用的钨丝，两者之间用陶瓷套管绝 缘。当灯丝通电时（6.3伏交流）把阴极加热到 很高温度，在圆柱筒端部涂有钡和锶的氧化物， 这种材料中的电子由于加势得到足够的能量会 逸出表面，并能在阴极周围空间自由运动，这种 过程叫热电子发射，与阴极共轴布置着四个圆筒 状电极，其中有几个中间带有小孔的隔板，其截面如图。点击G称为控制栅，正常工作时加有相对于阴极K大约5～20伏的负电压，他产生一个电场是要把阴极发射出来的电子推回到阴极去。改变控制栅极的电位可以限制穿过G上小孔出去的电子数目，从而可以控制电子束的强度。8SJ45J示波管的电极A1’与

最新E.电子比荷的测量.05汇总

E.电子比荷的测 量.05

实验名称电子比荷的测量 一、前言 19世纪80年代英国物理学家J.J汤姆孙做了一个著名的实验：将阴极射线受强 磁场的作用发生偏转，显示射线运行的曲率半径；并采用静电偏转力与磁场偏转力 平衡的方法求得粒子的速度，结果发现了“电子”，并得出了它的电荷量与质量之 比e m。 电子荷质比是电子的电荷量与其质量的比值，是研究物质结构的基础，其测定在 物理学发展史上占有重要的地位。经现代科学技术测定的电子荷质比的标准值是：11 。测定电子荷质比的方法有很多，如磁偏转法、磁聚焦法、磁控管1.75910C/kg 法、滤速器法等。本实验仪沿用当年英国物理学家汤姆孙思路，利用电子束在磁场 中运动偏转的方法来测量电子的荷质比。 二、教学目标 1、了解电子在电场和磁场中的运动规律。 2、测量电子的荷质比。 3、掌握电子荷质比测试仪的测量原理及方法。 4、通过实验加深对洛伦兹力的认识。 三、教学重点 1、电子在磁场中的运动规律。 四、教学难点 1、电子圆运动轨道半径的测量。 五、实验原理图1 电子在磁场中受力图

当一个电子以速度v 垂直进入均匀磁场时，电子就要受到洛仑兹力的作用(图1)： f ev B =? （1） 由于力的方向是垂直于速度的方向，则电子的运动轨迹就是一个圆，力的方向指向圆心，完全符合圆周运动的规律，所以作用力与速度又有： 2f mv r = （2） 其中r 是电子运动圆周的半径，由于洛仑兹力就是使电子做圆周运动的向心力，因此可将(1)、(2)式联立： 2evB mv r = （3） 由(3)式可得： e v m rB = （4） 实验装置是用一电子枪，在加速电压U 的驱使下，射出电子流，因此加速电场所做功eU 全部转变成电子的输出动能： 22eU mv = （5） 将(4)与(5)式联立可得： 2 2()e U m r B =? （6） 实验中可采取固定加速电压U ，通过改变不同的偏转电流，产生出不同的磁场，进而测量出电子束的圆轨迹半径r ，就能测定电子的荷质比e m 。 按本实验的要求，必须仔细地调整管子的电子枪，使电子流与磁场严格保持垂直，产生完全封闭的圆形电子轨迹。按照亥姆霍兹线圈产生磁场的原理: B K I =? （7） 其中K 为磁电变换系数，可表达为： 3204()5N K R μ=? （8）