内容正文:
第4章 静电场
第9节 带电粒子在电场中的运动
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线。示波器的核心部件是示波管,我们来看看示波管的构造。
1、构成
偏转电极
+
-
X
、
y
、
X
y
X
、
X
y
、
y
亮斑
电子枪
荧光屏
如图为示波管构造图,示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成.
1、构成
Y
Y’
X
X’
-
+
-
-
+
-
若金属板水平放置
电子将竖直偏转
若金属板竖直放置
电子将水平偏转
2、偏转电极的放置方式及作用
3、各部分的作用
产生高速飞行的电子束
待显示的电压信号
锯齿形扫描电压
使电子沿Y方向偏移
使电子沿x方向偏移
仪器了解
①辉度调节旋钮——用来调节图像亮度.
②聚焦调节旋钮.
③辅助聚焦调节旋钮——二者配合使用可使电子会聚成一细束,在屏上出现小亮斑,使图像线条清晰.
④电源开关.
⑤指示灯.
⑥竖直位移旋钮——调节图像在竖直方向的位置.
⑦水平位移旋钮——调节图像在水平方向的位置.
⑧Y增益旋钮.
⑨X增益旋钮——分别用来调节图像在竖直方向和水平方向上的幅度大小.
⑩衰减调节旋钮——有1、10、100、1000四个挡,“1”挡不衰减,其余挡分别可使加在竖直偏转电极上的信号电压按上述倍数衰减,使图像在竖直方向的幅度依次减为前一挡的十分之一. 最右边的正弦符号“ ”挡不衰减,而是由机内自行提供的竖直方向的按正弦规律变化的交流电压.
~
仪器了解
扫描范围旋钮——用来改变扫描电压的频率范围,有四个挡,左边第一挡是10~100 Hz,向右旋转每升高一挡,扫描频率范围增大10倍. 最右边是“外X挡”,使用这一挡时机内没有扫描电压,水平方向的电压可以从外部输入.
扫描微调旋钮——使扫描电压的频率在选定的范围内连续变化.
“Y输入、X输入、地”——分别对应方向的信号输入电压的接线柱和公共接地的接线柱.
仪器了解
交直流选择开关——置于“DC”位置时,所加信号电压是直接输入的;置于“AC”位置时,所加信号电压是通过一个电容器输入的,可以让交流信号通过而隔断直流成分.
同步极性选择开关——把同步极性开关置于“+”位置,正弦曲线从正半周开始,置于“-”位置,正弦曲线从负半周开始.
仪器了解
4、示波管的原理的问题讨论
1、如果在电极XX’之间不加电压,在YY’之间也不加电压,电子将打在荧光屏的什么位置?
电子将做直线运动,打在荧光屏上产生一个亮点
2、如果在电极XX’之间不加电压,而在YY’之间加不变电压,使Y的电势比Y’高,电子将打在荧光屏的什么位置?
电子沿Y方向向上偏移
3、如果在电极XX’之间不加电压,而在YY’之间加不变电压,使Y’的电势比Y高,电子将打在荧光屏的什么位置?
电子沿Y方向向下偏移
4、如果在电极 YY’之间不加电压,但在XX’之间加不变电压,使X的电势比X’高,电子将打在荧光屏的什么位置?
电子沿X方向向里偏移
5、如果在电极 YY’之间不加电压,但在XX’之间加不变电压,使X’的电势比X高,电子将打在荧光屏的什么位置?
电子沿X方向向外偏移
6、如果在电极XX’之间不加电压,但在YY’之间加如图所示的交变电压,在荧光屏上会看到什么图形?
0<t<t1电子沿Y方向向上偏移
电子在极板间飞行的时间远小于极板电压变化周期,电子在平行板间运动时认为电压不变,一个时刻,一个电子,一个电压,荧光屏上一个亮点。
7、如果在电极XX’之间不加电压,但在YY’之间加如图所示的交变电压,在荧光屏上会看到什么图形?
t1<t<t2电子沿Y方向向下偏移
8、如果在YY’之间加如图所示的交变电压,同时在XX’之间加不变电压,使X的电势比X’高,在荧光屏上会看到什么图形?
0<t<t1电子沿Y方向向上偏,沿X方向向里偏
9、如果在YY’之间加如图所示的交变电压,同时在XX’之间加不变电压,使X的电势比X’高,在荧光屏上会看到什么图形?
t1<t<t2电子沿Y方向向下偏,沿X方向向里偏
10、如果在YY’之间加如图所示的交变电压,同时在XX’之间加不变电压,使X’的电势比X高,在荧光屏上会看到什么图形?
电子沿Y方向向上向下偏,沿X方向向外偏
11、如果在YY’之间加如图所示的交变电压,同时在XX’之间加锯齿形扫描电压,在荧光屏上会看到什么图形?
X
Y
O
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
F
A
B
O
C
t1
D
E
F
t2
12、如果信号电压是周期性的,并且扫描电压与信号电压的周期相同,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象
电子枪
偏转电极
-
+
荧光屏
Y
Y’
X
X’
Y
Y