1897年,汤姆逊利用电磁偏转的方法,测量了电子的荷质比。20世纪初,考夫曼用磁聚焦法也测量出粒子的荷质比,并且该实验还是狭义相对基础实验之一。如图为磁聚焦法简化原理图。电子从电子枪K出发,初速度为零。虽然由于各种原因在Q处会出现散开一个角度,但可以认为经过加速电场MN的做功,所有电子均获得相同的轴向速度。如图方向的磁场作用下,电子将做螺旋运动,重新会聚在另一点。这种发散粒子束会聚到一点的现象与透镜将光束聚焦现象十分相似,因此叫磁聚焦。已知加速电压为U,磁感应强度为B,Q处角度为2θ,电子的轴向速度为
, 不计重力以及电子之间的相互作用,求: