專利名稱：電子束實驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是實驗裝置，特別是一種用于物理教學的電子束實驗儀。
目前，為配合高校普通物理課程中靜電場、穩(wěn)恒磁場以及粒子在電場、磁場中的運動規(guī)律等教學，普遍采用的是SJ-SS-2型電子束實驗儀，該儀為立式盒體結(jié)構(gòu)，顯示電子束光跡的示波管裝在螺管線圈內(nèi)，其兩側(cè)對稱設(shè)置的一對偏轉(zhuǎn)線圈全部固定在儀器內(nèi)部上層的安裝板上，儀器下層設(shè)置了實驗所需的電源，儀器的立式面板上裝有二塊電表，各種調(diào)節(jié)電位器，實驗功能轉(zhuǎn)換開關(guān)以及接線用插座，其余三面全用護板蓋住為封閉狀。所述的電子束實驗儀具有實驗功能齊全，可做“電子束的電聚焦”、“電子束的磁聚焦”、“電子束的電偏轉(zhuǎn)”、“電子束的磁偏轉(zhuǎn)”四項實驗，實驗測試結(jié)果能較準確的符合計算公式。但是，由于該實驗儀設(shè)計結(jié)構(gòu)和各部件設(shè)置不盡合理，所有部件基本被設(shè)置在封閉的箱體內(nèi)，實驗者看不見內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也不清楚其接線原理。固此，存在老師不易講明、學生不易理解之不足。
本實用新型的目的是針對上述電子束實驗儀存在的不足，提供一種能定量測量，公式計算，結(jié)構(gòu)簡單、明了，易于操作，便于教學和實驗，能滿足不同專業(yè)對普通物理“電磁學”教學大綱要求的物理教學用電子束實驗儀。
本實用新型的電子束實驗儀包括箱蓋和箱底組成的箱體，箱蓋內(nèi)設(shè)置由變壓器A及其輸出高壓電源B、電偏轉(zhuǎn)電源C、交流訊號電源D、燈絲電源E、示波管各電極連接電路、偏轉(zhuǎn)線圈電路構(gòu)成的電源線路板，箱蓋上設(shè)有面板，面板上設(shè)有電源插座、電源開關(guān)、保險絲座、交流訊號開關(guān)、換向開關(guān)、各種調(diào)節(jié)電位器，箱底內(nèi)設(shè)有測量電路F、H、測量V2-Vk電壓電表和測量MA-V電表以及面板，其特征在于1)箱蓋面板上還設(shè)有與其背面電源線路板上各電源電路相對應(yīng)的各類插座Vm供電插座、Vk供電插座、V2聚焦電壓供電插座、V2加速電壓供電插座、Yo位移供電插座、Vo電偏電壓起點供電插座、Xo位移電壓供電插座、示波管調(diào)制極M電極插座、V1電偏電壓供電插座、位移電壓另點插座、示波管陰極K插座、示波管聚焦極A1插座、示波管加速極A2插座、示波管垂直偏轉(zhuǎn)板Y1、Y2插座、水平偏轉(zhuǎn)板電極X1、X2插座、偏轉(zhuǎn)線圈固定插座、坐標片固定用插座、示波管調(diào)節(jié)支架、勵磁電源供電接線插座、通過示波管座調(diào)節(jié)支架設(shè)置一可方便取出的示波管和座標片組件；2)箱底的面板上設(shè)有KV電表測量用接線插座、MA-V電表電聚焦時測量用接線插座、電偏轉(zhuǎn)接線插座、磁聚插座、磁偏用測量插座、MA-V電表公共接線插座，箱底上通過尼龍扣設(shè)置可方便取出的磁偏轉(zhuǎn)線圈和長螺管線圈；3)至少配有16根導聯(lián)線；4)配有一可調(diào)直流勵磁電源。
本實用新型的另一特征在于示波管為可清晰顯示管內(nèi)電子槍和偏轉(zhuǎn)板結(jié)構(gòu)的透明外殼示波管。
本實用新型的再一特征在于設(shè)置在導聯(lián)線上的插頭及其與之配合的插座均采用自鎖緊電連接器。
本實用新型的電子束實驗儀具有以下優(yōu)點1、采用平面布置，組合式結(jié)構(gòu)，由不同實驗功能組件和主機組合起來可分別進行不同項目的實驗。儀器結(jié)構(gòu)簡單、明了、便于老師講解也便于學生來掌握。
2、面板上繪制了電子槍和偏轉(zhuǎn)板各電極的結(jié)構(gòu)圖形，并引出各電極的接線插座，和相對應(yīng)設(shè)置的供電接線插座，使學生更易明白電路接線原理。
3、采用了特制的透明外殼的示波管，管內(nèi)電子槍各電極形狀清晰可見，對照實物和面板繪制的圖形及實驗指導使用說明所推導的計算公式其實驗原理更易被學生理解。
4、接線用的插頭、插座采用“自鎖緊電連接器”后，接線方便、不滑落、接觸好、防觸電、學生可安全操作有利于培養(yǎng)學生動手能力。
5、新設(shè)計的測量電路的接線結(jié)構(gòu)和接線方法使接線原理簡單、明了不易誤操作而燒毀電表。
6、采用組合式結(jié)構(gòu)使坐標刻度片，由過去固定一處改為按不同實驗插座不同位置縮短了調(diào)節(jié)機構(gòu)行程，在不增加機箱尺寸的情況下，可增加磁聚焦線圈長度，使線圈中部磁場更為均勻、更符合理論要求提高了電子荷質(zhì)比的測試精度。
7、做磁偏轉(zhuǎn)實驗時，磁偏轉(zhuǎn)線圈可貼近示波管放置，縮短了二線圈之間的距離，二線圈間的磁場更為均勻、更符合理論要求。
8、儀器面板元器件的排列位置和電路原理圖的排列位置互相對應(yīng)，便于學生對照實物，了解電路原理，方便接線，可提高實驗工作效率，縮短實驗準備時間。
本實用新型電子束實驗儀的具體結(jié)構(gòu)和實驗方法由以下實施例和實驗例詳細給出。


圖1是電子束實驗儀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是電子束實驗儀電原理圖；圖3是實驗例1示意圖；圖4是實驗例2示意圖5是實驗例3示意圖；圖6是實驗例4示意圖；圖7是實驗例5示意圖。
實施例從
圖1和圖2可以清楚地看到電子束實驗儀包括由箱蓋1和箱底2組成的箱體，箱蓋1內(nèi)設(shè)置由變壓器A及其輸出高壓電源B、電偏轉(zhuǎn)電源C、交流訊號電源D、燈絲電源E、示波管各電極連接電路、偏轉(zhuǎn)線圖電路構(gòu)成的電源線路板3，箱蓋1上設(shè)有面板4、面板4上設(shè)有電源插座5、電源開關(guān)6、保險絲座7、交流訊號開關(guān)8、換向開關(guān)9、高壓調(diào)節(jié)電位器10、調(diào)制電壓電位器11、聚焦電壓電位器12、加速電壓電位器13、Y位移電位器14、X位移電位器15、電偏電壓電位器16，箱蓋1的面板4上還設(shè)有與其背面電源線路板3上各電源電路相對應(yīng)的Vm供電插座17、Vk供電插座18、V2加速電壓供電插座20、Yo位移供電插座21、Vo電偏電壓起點供電插座22、Xo位移電壓供電插座23、V1電偏電壓供電插座24、位移電壓0點插座25、示波管調(diào)制極M插座26、示波管陰極K插座27、示波管聚焦極A1插座28、示波管加速極A2插座29、示波管垂直偏轉(zhuǎn)板Y1、Y2插座30、31，水平偏轉(zhuǎn)板電極X1、X2插座32、33，偏轉(zhuǎn)線圈固定插座34、35、36、37，坐標片固定用插座38、39、40、41，示波管座調(diào)節(jié)支架42，勵磁電源供電V磁1、V磁接線插座43、44，示波管63和座標片組件66通過支架42放置在面板4的空格內(nèi)。箱底2內(nèi)設(shè)有測量電路F、H其上設(shè)有面板46，面板46上鑲裝測量V2-Vk電壓電表47和MA-V電表48，面板46上還設(shè)有KV電表測量用V2、Vk接線插座49、50，MA-V電表電聚焦時測量用接線插座51、52，電偏轉(zhuǎn)接線插座53、54，磁聚插座55、56，磁偏用測量插座57、58，MA-V電表公共接線插座59，箱底2上通過尼龍扣60、61固定磁偏轉(zhuǎn)線圈65，通過尼龍扣62固定長螺管線圈64，長螺管線圈64是順著箱底2最大尺寸方向設(shè)置的。箱蓋1內(nèi)的示波管63和箱底2內(nèi)的磁偏轉(zhuǎn)線圈65、長螺管線圈64均可方便的取出，是實驗用功能組件。實驗儀還配有可調(diào)直流勵磁電源和十六根導聯(lián)線(
圖1中未示出)。示波管63是可清晰顯示管內(nèi)電子槍和偏轉(zhuǎn)板結(jié)構(gòu)的透明外殼的示波管。導聯(lián)線兩端的插頭和與其配合的面板4、46上的插座均采用自鎖緊電連接器。
實驗例1.電子束的電聚焦實驗(參見圖3)將示波管63裝在示波管座固定調(diào)節(jié)支架42上，插上座標片組件66，固定示波管63，將導聯(lián)線按圖3所示插好，開通電源插座5和開關(guān)6，即可按教學要求進行正壓電聚焦實驗。
將A1-V1、A2-V2聯(lián)結(jié)改為A1-V2、A2-V1聯(lián)結(jié)(圖3中虛線所示)，其余聯(lián)結(jié)方法不變，即可進行反壓電聚焦實驗，此時電表47為V2-Vk電壓指示電表，電表48為V1-Vk電壓指示電表。
實驗例2.電子束的Y向電偏轉(zhuǎn)實驗(參見圖4)在實驗例1的基礎(chǔ)上按圖4所示，改變導聯(lián)線的聯(lián)接方法，調(diào)節(jié)Y位移電位器14和X位移電位器15，將光點移至坐標中心，調(diào)節(jié)電偏電壓電位器16，即可按教學要求進行Y向電偏轉(zhuǎn)實驗，此時電表47讀數(shù)為電極A2、K之間的電位差，電表48的讀數(shù)為電偏轉(zhuǎn)電壓。
改變Y2-V1、Y1-0間接為Y2-0、Y1-V1，其余接線不變，即可使電子束向Y軸相反方向偏轉(zhuǎn)。
實驗例3.電子束的X向電偏轉(zhuǎn)實驗(參見圖5)在實驗例2的基礎(chǔ)上，按圖5所示，改變導聯(lián)線的聯(lián)接方法，即可按教學要求進行X向電偏轉(zhuǎn)實驗，按圖5中虛線所示改變X1-0、X2-V1為X1-V1、X2-0聯(lián)接，其余不變，即可使電子束向X軸相反方向偏轉(zhuǎn)。
實驗例4.電子束的磁偏轉(zhuǎn)實驗(參見圖6)在實驗例3的基礎(chǔ)上，從儀器箱體內(nèi)取出磁偏轉(zhuǎn)線圈65按圖4所示插好并接導聯(lián)線，插上外接可調(diào)直流勵磁電源，即可按教學要求進行磁偏轉(zhuǎn)實驗。若將可調(diào)直流勵磁電源的直流電流降到0，按動換向開關(guān)9，調(diào)節(jié)直流勵磁電源的電流增加即可使電子束向相反方向偏轉(zhuǎn)。
實驗例5.電子束的磁聚焦實驗(參見圖7)在實驗例4的基礎(chǔ)上，去掉磁偏轉(zhuǎn)線圈65，取用長螺管線圈64，按圖7所示，套入示波管63，插好坐標片組件66，并有導聯(lián)線接好直流勵磁電源。開通電源，即可按教學要求進行電子束的磁聚焦實驗，此時電表47的讀數(shù)為V2-Vk之間的電位差，電表48的讀數(shù)為長螺管線圈64的電流值，即磁聚焦電流，電表47和48所讀數(shù)的準確度均為±1.5％。
權(quán)利要求1.一種用于物理教學的電子束實驗儀，包括箱蓋(1)和箱底(2)組成的箱體，箱蓋(1)內(nèi)設(shè)置由變壓器及其輸出高壓電源B、電偏轉(zhuǎn)電源C，交流訊號電源C，示波管各電極連接電路、偏轉(zhuǎn)線圈電路構(gòu)成的電源線路板(3)，箱蓋(1)上設(shè)有面板(4)，面板(4)上設(shè)有電源插座(5)、電源開關(guān)(6)、保險絲座(7)、交流訊號開關(guān)(8)、換向開關(guān)(9)、高壓調(diào)節(jié)電位器(10)、調(diào)制電壓電位器(11)、聚焦電壓電位器(12)、加速電壓電位器(13)、Y位移電位器(14)、X位移電位器(15)、電偏電壓電位器(16)，箱底(2)內(nèi)設(shè)有測量電F、H測量V2-Vk電壓電表(47)、測量MA-V電表(48)以及面板(46)，其特征在于1)、儀器面板(4)上還設(shè)有與其背面電源線路板(3)上各電源電路相對應(yīng)的Vm供電插座(17)、Vk供電插座(18)、V2聚焦電壓供電插座(19)、V2加速電壓供電插座(20)、Yo位移供電插座(21)、Vo電偏電壓起點供電插座(22)、Xo位移電壓供電插座(23)、示波管調(diào)制極M電板插座(26)、V1電偏電壓供電插座(24)、位移電壓0點插座(25)、示波管陰極K插座(27)、示波管聚焦極A1插座(28)、示波管加速極A2插座(29)、示波管垂直偏轉(zhuǎn)板Y1、Y2插座(30)、(31)、水平偏轉(zhuǎn)板電極X1、X2插座(32)(33)、偏轉(zhuǎn)線圈固定插座(34)、(35)、(36)、(37)、坐標片固定用插座(38)、(41)、示波管座調(diào)節(jié)支架(42)、勵磁電源供電接線插座(43)、(44)、通過示波管座調(diào)節(jié)支架(42)設(shè)置一示波管(63)和座標片組件(66)；2)、測量電路F、H的面板(46)上設(shè)有KV電表測量用接線插座(49)、(50)、MA-V電表電聚焦時測量用接線插座(51)、(52)、電偏傳接線插座(53)、(54)、磁聚插座(55)、(56)、磁偏用測量插座(57)、(58)、MA-V電表公共接線插座(59)，箱底(2)上通過尼龍扣(60)、(61)、(62)設(shè)置可方便取出的磁偏轉(zhuǎn)線圈(65)，通過尼龍扣(62)固定長螺管線圈(64)；3)、至少配有16根導聯(lián)線；4)、配有一可調(diào)直流勵磁電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束實驗儀，其特征在于示波管(63)是可清晰顯示管內(nèi)電子槍和偏轉(zhuǎn)板結(jié)構(gòu)的透明外殼示波管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束實驗儀，其特征在于導聯(lián)線兩端的插頭和與其配合的所有插座均采用自鎖緊電連接器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束實驗儀，其特征在于長螺管線圈(64)是順著箱底最大尺寸方向設(shè)置的。
專利摘要一種用于物理教學的電子束實驗儀，包括箱體，設(shè)置在箱內(nèi)的由變壓器A及其輸出高壓電源B、電偏轉(zhuǎn)電源C、交流訊號電源D、示波管電路、偏∴線圈電路構(gòu)成的電源線路板，設(shè)置在面板上的電源插座、開關(guān)、調(diào)節(jié)電位器，面板上還設(shè)有與其背面電源線路板上各電源電路相對應(yīng)的各類插座，配有示波管，磁偏轉(zhuǎn)線圈和長螺管線圈。該儀可完成“電子束的電聚焦”、“電子束的磁聚焦”、“電子束的電偏轉(zhuǎn)”、“電子束的磁偏轉(zhuǎn)”等多項實驗。
文檔編號G09B23/00GK2258300SQ96203638
公開日1997年7月23日 申請日期1996年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月1日
發(fā)明者肖修永 申請人:肖修永