20xx教科版高中物理選修（3-5）21《電子》ppt教學(xué)課件-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 定電子 (或其他帶電粒子 )的荷質(zhì)比．這種方法的實(shí)驗(yàn)裝 置如圖 219所示．在抽成真空的 玻璃管中裝有熱陰極 K和帶小孔 的陽(yáng)極 A，并在 K、 A之間加電壓 U. 圖 218湯姆孫法測(cè)荷質(zhì)比 圖 219磁聚 焦法測(cè)荷質(zhì)比 當(dāng)陰極發(fā)射的電子在電壓 U 作用下加速運(yùn)動(dòng)，穿過(guò) A 的小孔后便形成很窄的電子束，電子的速度 v 可從它加速時(shí)獲得的動(dòng)能求出： 12m v2＝ eU ， v ＝ 2 eUm 在電容器 C 上加不大的橫向交變電壓，使不同時(shí)刻通過(guò)這里的電子發(fā)生不同程度的偏轉(zhuǎn)．在電容器 C 和熒光屏 S 之間加一縱向均勻磁場(chǎng) B ，則電子從 C 出來(lái)后將沿螺旋線運(yùn)動(dòng)，并聚焦在螺距 h ＝ 2π ω veB的地方．適當(dāng)調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小，可使電子流的焦點(diǎn)剛好落在熒光屏 S 上，這時(shí)螺距 h 等于電容器到熒光屏的距離 L ，把 L 、 N 代入螺距 h 的關(guān)系式，整理后可得em＝8π2UL2B2 . 上式右端各量都可以直接測(cè)定，因而可以算出荷質(zhì)比的值． 【典例 3 】 為了測(cè)量電子的比荷em，可用下述方法：在真空裝置中，使一細(xì)束電子流 ( 即陰極射線 ) 在沒(méi)有外界力的作用下，沿如 圖 2 1 10 中 OO ′ 方向以一定的速度做直線運(yùn)動(dòng)．如果在途中 ( 即在圖中 a 、 b 兩平行金屬板之間 ) 加一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ( 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ) ，電子束將以半徑 R 在磁場(chǎng)范圍內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．這時(shí)若在金屬板 a 、 b 間再加一與入射方向垂直的、適當(dāng)強(qiáng)度和方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) ( 場(chǎng)強(qiáng)為 E ) ，電子束又將沿OO ′ 方向仍以原有速度做直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)測(cè)知 B 、 E 及 R 值后，即可算出電子的比荷，試推導(dǎo)出電子比荷的計(jì)算式． 圖 2110 解析 運(yùn)動(dòng)電子只在勻強(qiáng)磁場(chǎng)作用下做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 需滿足 F 洛 ＝ma 向心 ，即 e v B ＝ mv2R，得em＝vBR① a 、 b 板間加一方向向下、強(qiáng)度適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場(chǎng) E 后，電子束又將沿 OO ′方向仍以原有速度做直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得 e v B ＝ eE ，得 v ＝EB② 將式 ② 代入式 ① 可得em＝ERB2 . 答案 em＝ERB2
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