电子特性物理实验论文[定稿]_电子特性实验论文

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电子特性专题论文

大学物理实验

电子特性专题实验小结及感想 内容摘要：

电子特性专题包括三个实验：用密里根油滴仪测量电子电量，金属电子逸出功的测定以及电子在电场磁场中的运动及电子比荷的测定。实验1主要任务是观察并控制带电油滴在电场中的运动，测量油滴所带电量，测定电子的电荷值，并验证电荷的不连续性：实验2主要任务是测量阴极温度，测量电子发射电流，用理查逊直线法测量电子逸出功：实验3主要任务是观察调节电聚焦和磁聚焦，测量电子比荷，计算偏转灵敏度和偏转因数。本文主要讨论实验中遇到的问题及解决方法，及其感悟体会。关键词：

电子，逸出功，比荷，电聚焦，磁聚焦，偏转灵敏度，偏转因数 专题背景：

电子于1987年由英国著名物理学家约翰汤姆逊发现，1909年开始美国物理学家密立根做了著名的油滴实验，测量了电子电荷、电子的质量，电子的荷质比，而且确定了电子电荷是电量的最小单位。

电子的质量很小，因此它有很大荷质比，其值是氢离子荷质1840倍，比其他元素的特别是重元素的荷质比就更大的多。荷质比大，电子束在电磁场中容易被聚焦、偏转和加速。利用这些性能可以执行各种复杂的任务，制成性能优越的各种电子数器件和设备。

本专题从识别电子的基本属性，即测定电子的电荷入手，然后进一步研究电子的发射，电子在电场和磁场中的运动情况，从而对电子的特性有一个整体的认识。

实验一：用密立根油滴仪测量电子电量：

通过本次实验我们要观察并控制带电油滴在电磁场中的运动，测量油滴所

带电量，测定电子电荷量并验证电荷的不连续性。

实验过程：

（1）仪器调节

（2）油滴观察与运动控制

（3）正式测量

实验注意事项：

（1）每次计时后，及时控制油滴不要丢失，眼睛离开显微镜时一定使油

滴静止，油滴升级运动时必须不停地注视以免油滴跑得太高或太低，以致逃出视野甚至消失。若停止观察时间过长，则应把油滴稳定在电源上部，不可停止观察太久。

（2）油滴选定之后应及时关闭电极进油口，再开始正式测量。

（3）适当延长观察平衡状态的时间。

（4）每一次测量都要记录平衡电压值。

通过实验得到以下结果：

e=1.62×10^(-19)C,相对误差1.25%，并验证了电荷的不连续性。实验二:金属电子逸出功的测定：

这次实验我们需要测量阴极温度，测量热电子发射电流，用理查逊直线法测量电子逸出功。

实验过程：

（1）连接电路，预热十分钟。

（2）理想二极管灯丝电流从0.50-0.80A之间变化，根据灯丝电流与温度

关系对照表选择电流进行测量。

（3）测量不同电压下的阳极电流。

理查逊直线法：对理查逊—杜西曼公式两边同除以T2再取对数即测lg(I/T2)与1/T成线性关系，求出直线的斜率即可求出电子的逸出电位二不必再测

量A和S。

实验结果：

计算出电子逸出功为4.79ev，相对误差5.5%

实验三：电子在电磁场中的运动及电子比荷的测定

实验过程：

（1）观察调节显示亮度

（2）观察调节电聚焦

（3）观察调节磁聚焦

（4）测量电子比荷

（5）测量偏转灵敏度和偏转因数

实验结果：经计算得电子比荷为1.21×10^11C/Kg，x方向偏转灵敏度0.10cm/V,偏转因数9.93V/cm，y方向偏转灵敏度0.08V/cm，偏转因数

6.45V/cm.实验小结及感想：

电子特性专题实验中的每个实验都有着严格的操作步骤，要求学生要细心耐心地做完每个实验。同时各个实验又有所侧重，比如“用密立根油滴仪测量电子电量”实验，就特别重视操作，如果操作不熟练，实验现象就出不来；“金属电子逸出功的测定”实验虽然操作比较简单，但数据处理比较繁琐，要有耐心。“电子在电磁场中的运动及电子比荷的测定”实验，操作难度和数据处理难度介于前面两个实验之间。这样每个实验都比较均衡。老师说这三个实验中有两个已经获得过诺贝尔奖，今天我们重温这些著名的实验，不仅应该了解实验所用的基本方法，更要借鉴与学习科学家的实验思想，精湛的实验设计和严谨的科学作风，从而更好地提高我们的实验素质和能力。

参考文献：

1.《大学物理实验》北京交通大学编

2北京交通大学大学物理实验教务系统网络资源

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