示波管原理

y y'
x x'
+ - 阴极
+
+
水平偏转电极
阳极
荧光屏
二、带电粒子是如何运动的呢？
在偏转电场中 类平抛运动 出了偏转电场后 匀速直线运动 如何求偏转位移Y呢？
vy
+
+
+
+
φ
+
+
y
φ
v
U
d
-q qE
m v0
v0
Y
x
- - - - - l
已知：m、q、v0、d、U、l、L 试推导偏转位移Y=?
vy v φ y Y
试推导偏转位移y/
v⊥ v
φ
y/
+ + + + + +
U
v0
d
-q
m
y
v0
φ
l/2
- - - - - l
L
带电粒子是如何运动的呢？ 在偏转电场中 匀变速曲线运动 出了偏转电场后
匀速直线运动
如何求偏转位移呢？
在偏转电场中
设运动时间为 t1 沿水平方向
uq 加速度 a dm
l v0t1
垂直于电场方向
三、如何分析带电粒子打在荧光 屏上的位置与什么因素有关呢
ql l y L U 2 m v0 d 2
/
V0确定，偏转位移由U决定 V0很大，穿过电场的时间很短
在每个粒子穿过电场的瞬间看成电压恒定
分析带电粒子随电压变化其位置情况 Uy
t Ux
t
示波管原理
示波管的结构
电子枪 竖直偏转电极
d
400V
U l
【例题14】如图所示，两块长3cm的平行金属板A、 B相距1cm，UAB=300 V。如果在两板正中间有一 电子（m=9.0×10－31 kg，e=－1.6×10－19 C），沿 着垂直于电场线方向以2.0×107 m/s的速度飞入， 则 A ⑴电子能否飞离平行金属板? ⑵如果由A到B分布宽1cm的 v0 电子带进入此电场，能飞离 电场的电子数占总数的百分 B 之几?
K
P
A
d
B
U0
L1
L2
在电场外
设运动时间为 t 2 在垂直于电场方向上
L = v0t2
在沿竖直方向上
vy + + + + + + U d -q m v0 l φ l/2 - - y φ
v v0
Y
y′ v yt2 =
L
沿竖直方向上的总位移
Y = y′ y + qUl l Y= 2 ( + L) m dv 2 0
你还有其它处 理方法吗 同理可推导水平 偏转位移X
+ + + + + + U d -q m v0 l φ l/2 - - -
vy φ y
v v0
Y
L
二、示波器的工作原理
v⊥
+
+
+
+
φ
+
+
y
φ
v
v0
U
-q d
m v0
x
- - - - - l
联解得：
l
L
Y=
想想偏角如何表达呢？
由三角形相似：
tanφ=
分析带电粒子随电压变化其位置情况 Uy
t Ux
t
偏转位移和灵敏度
偏转位移：
Y=
灵敏度： 每单位电压引起的偏转量
=
【例题13】一束电子流在经U=5000V的加 速电压加速后，在距两极板等距处垂直进 入平行板间的匀强电场，如图所示，若两 板间d=1.0cm ，板长l=5.0cm，那么，要使 电子能从平行板间的边缘飞出，两个极板 上最多能加多大电压？
+ + + + + +
U d -q m v0 φ
v0
-
l
l/2 - - L
在偏转电场中 设运动时间为t 沿v0方向: l = v0t
垂直于v0方向:
vy
+ + + + + + U d -q v m0 - φ l/2 - - y φ
v Y v0
qE qU = 加速度：a = m md 1 2 偏移距离： y = at 2
答案：（1）不能 （2）40%
【例题15】在真空中，电子（质量为m，电荷量为e） 连续射入相距为d的两平行金属板之间。两板不带电时， 电子将沿与两板等距离的中线射出，如图⑴所示，通 过两板的时间为T。现在极板上加一个如图⑵所示变化 的电压，变化的周期也为T，电压最大值U0，若加电压 后，电子均能通过板间而不碰极板，求这些电子离开 电场时，垂直于两板方向的最大位移和最小位移各为 多少? U
示波管
示波管的结构
电子枪 竖直偏转电极
y y'
x x'
+ - 阴极
+
+
水平偏转电极
阳极
荧光屏
带电粒子是如何运动的呢？ 电子枪中 在偏转电场中 出了偏转电场后 匀速直线运动 加速直线运动 匀变速曲线运动
电子枪 加速电场
v0
v⊥
+
+
+
+
φ
+
+
y
φ
v
U
-q d
m v0
v0
θ
l
x
- - - - - -
1 2 y at1 2 v y at1
在电场外
设运动时间为 t
2
在垂直于电场方向上
L v0t2
在沿竖直方向上
y v y t2
//
沿竖直方向上的总位移
Leabharlann Baidu
y y y
/ //
ql l y L U 2 m v0 d 2
/
你还有其它处理方法吗
同理可推导水平偏转位移x/
3eU0T2/8md eU0T2/8md
⑴
U0
0 T/2 T 3T/2 ⑵ t
【例题16】电子从阴极K由静止经U0=5000V的电压加速 后，沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1=10cm、 间距d=4cm的平行金属板A、B之间，在离金属板边缘 L2=75cm处放置一个直径D=20cm、带有纪录纸的圆筒。 整个装置放在真空内，如图所示，若在金属板上加 UAB =1000cos2πt V的交流电压，并使圆筒绕中心轴按图 示方向以n=2r/s匀速转动，分析电子在纪录纸上的轨迹 形状并画出出从t=0开始的1s内所纪录到的图形。