示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上,就可產(chǎn)生細(xì)小的光點(diǎn),在被測(cè)信號(hào)的效果下,電子束在屏面上描繪出被測(cè)信號(hào)的瞬時(shí)值的改變曲線,便于人們研討各種電現(xiàn)象的改變進(jìn)程。
如上圖所示,假設(shè)示波管的加快電壓為U1,偏轉(zhuǎn)電壓為U2,偏轉(zhuǎn)點(diǎn)擊長(zhǎng)為L(zhǎng),及板距離為d,偏轉(zhuǎn)電及右端到熒光屏的距離為L(zhǎng) 1,電子的質(zhì)量為m ,帶電量為e。
首要,在加快場(chǎng)中,電場(chǎng)力對(duì)電子做功W=eU1。根據(jù)功能定理,電子在加快場(chǎng)中獲得了。
接著電子以初速進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),在電場(chǎng)力的效果下做a=eU2/md的類平拋運(yùn)動(dòng),通過(guò)時(shí)刻t=L/v,電子飛離偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。由下圖可知,電子脫離偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)角的正切值為
。電子脫離偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)距離為
。
電子到達(dá)熒光屏?xí)r違背中心的距離為,由于L、L 1、d都是定值,故Y2與U2成正比。所以只要在熒光屏上做恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度就可以根據(jù)電子束射到熒光屏?xí)r所構(gòu)成的亮斑違背中心的距離為Y2測(cè)出偏轉(zhuǎn)電壓U2的數(shù)值。
上面介紹了示波器丈量電壓的原理,接下來(lái)介紹熒光屏上顯現(xiàn)波形的原因。當(dāng)兩對(duì)電及上都沒(méi)有加電壓時(shí),電子束從金屬板小孔射出后將沿直線傳播,直至打在熒光屏上,在熒光屏正中央產(chǎn)生一亮斑,當(dāng)只在Y軸的偏轉(zhuǎn)電及上加偏轉(zhuǎn)電壓U2=U,亮斑就會(huì)違背中心出現(xiàn)在Y軸上方,并且電壓越大,偏移越大,如圖所示。改變電壓的及性,亮斑又會(huì)移至Y軸的下方。同理,若只在X軸掃描電及上加一恒定的電壓,則亮斑就會(huì)出現(xiàn)在X軸上,如圖所示。
當(dāng)X軸與Y軸同時(shí)加上一定的電壓,則會(huì)得到下面的正弦波形。