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示波器的原理和使用 实验报告 示波器的原理和使用

报告原理示波器

示波器原理与使用(示波器原理与使用实验报告)08: 04中学物理知识传播者
示波器是用来观察电子信号随时间变化的电子仪器 。它的主要部件是示波管 。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成 。如图所示
下面就来一一解读一下重点知识点 。
一、示波管的组成
电子枪:图中最左边的电源是用来加热丝的 。加热到一定温度后，会放出大量电子 。下面的电源是电子加速场的电源，它的作用是加速电子，原理和我们上次说的加速场原理是一致的 。这里还有一个小知识点 。要注意加速电场的电源正负极的连接 。
偏转电极:它由两部分组成 。左边部分垂直偏转电子，右边部分水平偏转电子 。它的原理或者说分析方法和我们上次讲的偏转电场是一模一样的 。
荧光屏:电子本身不发光，但当电子撞击荧光屏时，被撞击的部分会发光 。这样我们就可以直观的观察到电子的位置移动 。
二、示波器成像原理
(1)偏转电极不加电压:电子枪发射的电子会直线运动，撞击屏幕中心形成亮点 。
(2)只对XX '(或YY ')施加电压:如果施加的电压稳定，电子流会加速偏转后撞击XX '(或YY ')所在直线上的某一点，形成一个亮点(不在中心) 。如果只有正弦波电压施加到YY '如绿色直线所示，如果只有正弦波电压施加到XX '如白色直线所示 。
(3)电子枪是加速场 。电荷为Q的带电粒子在静止状态下被电势差为U1的电场加速后，根据动能定理和电场力做功公式qU1= mv，可以发现带电粒子加速后的速度为v=根号(2qU1/m) 。
(4)偏转加成像
质量为m -q的负电荷以初速度v0平行于两块金属板进入电场 。设两板电位差为U2，板长为L，板间距离为D，板与荧光屏的距离为L’ 。规则
(1)带电粒子通过偏转电场所需的时间为t=L/v0 。
(2)带电粒子的加速度a = f/m = QE/m = qu2/MD 。
(3)离开电场时垂直于金属板方向的分量速度v1=at=qU2L/mdv0 。
(4)电荷离开电场时垂直于金属板方向的偏移量为y = at = (qu2/MD) (l/v0) 。
(5)电荷离开电场的偏转角的正切值tan θ = V1/v0 = Qu2l/MDv0 。
(6)电荷在荧光屏上的位置Y ' = Y+L ' tanθ=(L '+L/2)tanθ=(L '+L/2)QL/MDV 0 * U2 。当然也可以用类似的三角形来解决 。因为红色部分不变，所以y '的大小与U2成正相关 。所以当U2是一个频率很高的正弦波电压时，进入我们视线的就是一条直线 。
3.屏幕会是什么样子？
记住这个原理:只有正弦波电压加上扫描电压，荧光屏才能有二维图像 。
正弦波电压在哪个方向，那么那个方向决定了图像形状是正弦波还是正弦波的一部分 。
扫描电压(初级电压)在哪个方向，则该方向决定成像频率 。
最后，利用特殊点成像加位置(位置与偏转电压成正比)的公式，可以定性地画出荧光屏的图像 。
相信有了以上的知识，解决最后一个问题是没有问题的 。当然，那个问题有个小创新:枪管的旋转代替了扫描电压 。
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