[实用新型]电子荷质比测定仪

说明书

本实用新型属于物理实验测量技术领域，进一步属于对电子荷质比进行精确定量测量的电子仪器。

电子荷质比是描述电子性质的重要物理量，用来测量的仪器有不少种，但是作为学生实验，没有一个是高精度的，如国内东南大学生产的电子荷质比测定仪，因其所有部件全部装在一个类似“黑匣子”的仪器箱中，学生只需扳动几个开关就能完成整个实验，而对实验的机理和过程无法直观看到，对培养学生的实验能力很不利。另外南京激光仪器厂生产的“电子和场实验仪”能做七、八种实验，其中包括电子荷质比的测量，用于演示实验还可以，但它的螺线管很短，不能保证磁场恒定，精确度很低，而且价格昂贵，学生使用很麻烦，一直不能普及使用。以上两种仪器还有一个共同的缺点就是不能消除局部电场和磁场（包括地磁场）的影响，直接影响精确度的提高。

本实用新型的目的是使实验现象直观，便于让学生了解实验的机理和过程，同时提高测量结果的精确度。

本实用新型由电源箱、法兰盘和实验操作板三部分组成。电源箱包括变压器、晶体管电路板和仪器的面板，变压器装有屏蔽装置。法兰盘外层是长直螺线管，内层是阴极射线示波管，背面是示波管管脚用的航空14脚插头，法兰盘固定在可调节角度的支架上，实验操作板包括两个双刀双掷开关和一个安培表。电源箱通过实验操作板、航空14脚插头与法兰盘外层的长直螺线管和内层的阴极射线示波管连接起来。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1为各部分连接框图。

图2为电源箱内变压器和晶体管电路板电路图。

图3为图2中高压波段开关（I－A部分）详细电路图

图4为图2中变压器部分的结构图。

图5为实验操作板结构图。

图6为法兰盘结构图。

图7为阴极射线示波管14管脚图。

如图1所示，电源箱Ⅰ通过实验操作板Ⅱ给法兰盘Ⅲ提供电压，其中法兰盘内层的阴极射线示波管部分电极所需要电压由电源箱直接提供，法兰盘外层的螺线管所需要电压由用户自备电源Ⅳ通过实验操作板Ⅱ提供。示波管电子枪产生的电子束在外磁场作用下进行螺旋线运动，并在示波管荧光屏上聚焦，测出聚焦时加速电压值和产生外磁场的电流值及其它一些参数，就可算出电子荷质比。

如图2所示，变压器和晶体管电路板的电路连在一起，其中变压器带有屏蔽装置，整个电路提供的各部分电压由图中G、K、f、A1、A3通向电源箱面板。

如图3所示，高压波段开关和特定电阻对应连接，用来提供示波管所需要数值的高压。

如图4所示，变压器的屏蔽装置安装在接线头⑦、⑧处，接线头③、④、⑤、⑥、⑦、⑧表示这是一个多抽头的变压器，由这些抽头提供电源箱内部的原始电压，接头①、②是变压器初级线圈所需220V接头。

如图5所示，实验操作板由两个双刀双掷开关K1和K2及电流表W组成，通过K1可以将示波管的偏转板接地或加上偏转电压；通过K2接通螺线管通以电流，并且可以使此电流反向，以此来消除局部电场和磁场（包括地磁场）的影响，通过W可测出螺线管中的电流。

如图6所示，法兰盘外层是一个长直螺线管，可提供稳定磁场，其两个抽头为P、Q，P、Q与 图5中K2、W及图1中Ⅳ连接；内层是一个阴极射线示波管，图中f、K、G、A2、A3、A1、X、Y、和S表示其各个电极，它们分别是灯丝、阴极、栅极、第二阳极（接地）、第三阳极、第一阳极（加速、聚焦）、X偏转板、Y偏转极和荧光屏。

如图7所示，各个电极通过航空14脚插头，其中f、K、G、A2、A3、A1直接与电源箱连接，X、Y与图5中K1连接，整个法兰盘放在一个可调节角度的支架上，其角度要与本地地磁场的磁倾角一致，以至可以进一步消除地磁场的影响，所有连线和电源接通后，图6中S上可出现一条斜直线，如果增大A1的电压或螺线管中的电流，这条直线边旋转边缩短，以至最终变成一个细小的亮点，这就是电子束的磁聚焦，记录下此时的加速电压值和W中的电流值，就可计算出电子荷质比。

本仪器的现象直观，学生可以直接看见电子束的直线和聚焦过程，而且各个连接线及电源箱面板上各个旋钮都有明确的标志，各部分的连接由学生亲自动手，对培养学生的实验操作能力非常有利，实验结果的精确度很高，误差可以达到3％以下。