示波器的原理和使用（示波器的原理和使用实验报告）

　　示波器的原理和使用（示波器的原理和使用 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、偏转电极和荧光屏三部分组成。如图所示
　　下面我们来逐一解读其关键知识点。
　　一、示波管的组成
　　电子枪：图中最左侧的电源的作用就是给金属丝加热，加热到一定温度后，会射出大量电子。下方电源为电子加速场的电源，它的作用就是给电子加速，原理和我们上期所说的加速场原理一致。这里还有一个小的知识点，大家要注意加速电场的电源正负极的接法。
　　偏转电极：它由两部分组成，左侧部分使电子竖直方向偏转，右侧部分使电子水平方向偏转，其原理或分析方法与我们上次谈到的偏转电场一模一样。
　　荧光屏：电子本身不会发光，但是当电子打到荧光屏时，被击中的部位就会发光。这样我们就可以直观观测电子的位置偏移了。
　　二、示波器成像原理
　　（1）偏转电极不加电压：从电子枪射出的电子将沿直线运动，射到荧光屏中心点形成一个亮斑。
　　（2）仅在XX′（或YY′）加电压：若所加电压稳定，则电子流被加速、偏转后射到XX′（或YY′）所在直线上某一点，形成一个亮斑（不在中心），如果只在YY′上加正弦波电压如图绿色直线所示，如果只在XX′上加正弦波电压如图白色直线所示。
　　（3）电子枪即加速场，电量为q的带电粒子由静止经过电势差为U1的电场加速后，根据动能定理及电场力做功公式qU1=½mv²，可求得带电粒子加速后的速度大小为v=根号下（2qU1/m）。
　　（4）偏转加成像
　　质量为m的负电荷-q以初速度v0平行两金属板进入电场。设两板间的电势差为U2，板长为L，板间距离为d，板到荧光屏的距离为L′。则
　　(1)带电粒子经过偏转电场所需时间t=L/v0。
　　(2)带电粒子的加速度a=F/m=qE/m=qU2/md。
　　(3)离开电场时在垂直金属板方向的分速度v1=at=qU2L/mdv0。
　　(4)电荷离开电场时在垂直金属板方向的偏移量y=½at²=½(qU2/md)(L/v0)²。
　　(5)电荷离开电场时偏转角度的正切值tanθ=v1/v0=qU2L/mdv0²。
　　(6)电荷在荧光屏的位置y′=y+L'tanθ=（L'+L/2）tanθ=（L'+L/2）qL/mdv0²*U2。当然也可以用相似三角形求解。因为红色部分为常数，所以y′的大小与U2成正相关。所以当U2为正弦波电压且频率较大时，进入我们视线的就是直线。
　　三、荧光屏会呈现什么样的像？
　　记住这个原则：正弦波电压加扫描电压，荧光屏才会有二维图像。
　　正弦波电压在哪个方向，那么那个方向就决定成像的形状是正弦波还是其一部分。
　　扫描电压（一次电压）在哪个方向，那么那个方向就决定成像的频率。
　　最后用特殊点成像加位置公式（位置和偏转电压正比），就可以定性画出荧光屏的图像。
　　相信有了上述知识，解决上一期的问题应该不在话下。当然那道题有个小的创新：桶的旋转代替了扫描电压。
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