(1)电子经过电容器内的电场后,速度要发生变化.
在0-kT时间内,设穿出B板后速度变为v1,由动能定理得:
-eU0=12mv12-12mv02,
将U0=mv206e代入后解得:v1=4eU0m.
在偏转电场中,电子运动时间t1=Lv1,侧移量y1=12at12=eU0L22mdv21,
解得:y1=L28d.
根据偏转电场中的推论“似是中点来”其打在荧光屏上的坐标y1′=2y1=L24d
在kT-T 时间内,穿出B板后速度变为v2,同理可得,
v2=8eU0m=2v1,y2=L216d.y2′=2y2=L28d.
荧光屏上两个发光点之间的距离△y=y1′-y2′=L28d.
(2)考虑到临界条件,当极板间距为d′时,电子刚从偏转极板边缘飞出,则有
12d′=12a′t2,
又 a′=Fm=eU0md′,t=Lv
整理得,d′2=eU0L2mv2.
对于速度v1时,d1′=eU0L2mv21=12L;
对于速度v2时,d2′=eU0L2mv22=24L;
只调整偏转电场极板的间距(仍以虚线为对称轴),要使荧光屏上只出现一个光点,极板间距应满足:24L<d′<12L;
(3)要求在某一时刻形成均匀分布的一段电子束,前后两段电子束的长度必须相等(且刚好重叠),第一束长度:l1=v1?kT;第二束长度:l2=v2?(T-kT);
当l1= l2时,即v1?kT=2 v1?(1-k)T,
解得k=22+1≈0.59.
答:
(1)在0-T 时间内,荧光屏上有两个位置会发光,这两个发光点之间的距离是L28d.
(2)只调整偏转电场极板的间距(仍以虚线为对称轴),要使荧光屏上只出现一个光点,极板间距应满足的要求是:L<d′<12L.
(3)撤去偏转电场及荧光屏,当k取恰当的数值,使在0-T 时间内通过电容器B 板的所有电子,能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束,k值是0.59.
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