高考物理示波器的構(gòu)造及原理課件第一頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解示波器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；2、了解示波器的調(diào)節(jié)和使用。第二頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理

如圖為示波管構(gòu)造圖，示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成.1、當(dāng)偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′不加電壓時(shí)，電子槍發(fā)射出的電子打在熒光屏上，會(huì)在那里產(chǎn)生一個(gè)亮點(diǎn).2、若在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加電壓，電子將在豎直方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)；若在XX′上加電壓，電子將在水平方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而使亮斑的位置發(fā)生改變；第三頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理3、當(dāng)所加電壓恒定時(shí)，亮斑的位置是固定的.

4、當(dāng)所加電壓變化時(shí)，亮斑的位置是移動(dòng)的；5、如果所加電壓變化很快，那么亮斑的位置變化就會(huì)很快，看到將是一條亮線.如果所加電壓是周期性變化的，則熒光屏上顯示的亮線也將隨周期發(fā)生變化.第四頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日示波器的基本結(jié)構(gòu)第五頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日亮度調(diào)節(jié)示波器中用于顯示波形的真空玻璃管叫陰極射線管,簡(jiǎn)稱示波管,示波管的正面是一個(gè)涂有熒光物質(zhì)的圓形屏,當(dāng)管中的高速運(yùn)動(dòng)電子打上去時(shí),就會(huì)發(fā)出熒光。一般的示波器都是熱陰極。陰極由燈絲通電加熱后,陰極上的電子由于熱運(yùn)動(dòng)而脫離陰極,稱為熱激發(fā)。因此,電子被加速后轟擊到熒光屏上,使該處的熒光物質(zhì)發(fā)光。第六頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日亮度調(diào)節(jié)為了控制電子束轟擊到熒光屏上的強(qiáng)度,也就是控制單位時(shí)間轟擊熒光屏的電子數(shù)目,在陽(yáng)極前面加一個(gè)零到幾十伏特的調(diào)制極,其形狀是一個(gè)開有小孔的金屬罩。由于調(diào)制極電勢(shì)比陰極要低,而且調(diào)制極的電勢(shì)越低,穿過金屬罩小孔的電子越少,亮度越弱。調(diào)節(jié)調(diào)制極的電勢(shì),就能夠改變熒光屏上光斑的亮度,這就是面板上“亮度”旋鈕的作用。第七頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日聚焦調(diào)節(jié)在兩個(gè)第二陽(yáng)極在兩個(gè)之間設(shè)有一個(gè)特殊形狀的第一陽(yáng)極,給第一陽(yáng)極加上比第二陽(yáng)極低的電勢(shì)，由于第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極之間有電勢(shì)差,其特殊形狀的電極構(gòu)成電子透鏡。如光學(xué)透鏡能會(huì)聚光一樣,電子透鏡能會(huì)聚射向熒光屏的電子束。電子透鏡聚焦是由第二陽(yáng)極上的電位和第一陽(yáng)極上的電位之比決定的,調(diào)節(jié)聚焦和輔助聚焦就是調(diào)節(jié)兩電位之比,這就是示波器的電聚焦原理。第八頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日偏轉(zhuǎn)原理由陰極熱激發(fā)的電子經(jīng)陽(yáng)極加速后,在到達(dá)熒光屏之前,還要經(jīng)過由水平偏轉(zhuǎn)極板和垂直偏轉(zhuǎn)極板所圍成的空間。在偏轉(zhuǎn)極板上加上幾十伏特的偏轉(zhuǎn)電壓。當(dāng)電子穿過偏轉(zhuǎn)極中間時(shí),由于受電場(chǎng)力的作用而使電子束偏離直線。偏轉(zhuǎn)電壓越大,電場(chǎng)力越大,熒光屏上的亮點(diǎn)偏離熒光屏中心越遠(yuǎn),這就是電偏轉(zhuǎn)原理。第九頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日偏轉(zhuǎn)原理

如果只在豎偏轉(zhuǎn)板(y軸)上加一正弦波電壓,則電子束將隨電壓的變化只在豎直方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng),在熒光屏上看到的是一條豎直亮線,如圖所示。如何在示波器上顯示出正弦波形？要能顯示波形,必須同時(shí)在水平偏轉(zhuǎn)板加一掃描電壓,使電子束的亮點(diǎn)沿水平方向拉開。

第十頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日掃描原理

這種掃描電壓應(yīng)該具有怎樣特點(diǎn)？

電壓隨時(shí)間成線性關(guān)系增加到最大值,然后突然回到最小值,此后再重復(fù)變化。這種掃描電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線形同“鋸齒”,故稱為“鋸齒波電壓”,如圖所示。

第十一頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日掃描原理如果只在水平偏轉(zhuǎn)板(軸)加上這樣的鋸齒波電壓,則電子束偏轉(zhuǎn)電壓隨時(shí)間的變化只在水平方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng),在熒光屏上看到的是一條水平亮線。如圖所示為只在水平偏轉(zhuǎn)板上加一鋸齒波電壓的情形。如果只在水平偏轉(zhuǎn)板(x軸)加上這樣的鋸齒波電壓,結(jié)果如何？第十二頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日掃描原理如果在豎直偏轉(zhuǎn)板(Y軸)上加正弦波電壓,同時(shí)在水平偏轉(zhuǎn)板上(軸)加鋸齒波電壓,電子束同時(shí)受豎直和水平兩個(gè)方向電場(chǎng)力的作用,電子的運(yùn)動(dòng)是兩互相垂直運(yùn)動(dòng)的合成。當(dāng)鋸齒波電壓與正弦波電壓變化周期相等時(shí),在熒光屏上能顯示出完整周期的正弦波電壓的波形圖,如圖所示為示波器顯示正弦波形的原理圖。第十三頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日掃描原理如果正弦波和鋸齒波電壓的周期稍有不同,熒光屏上出現(xiàn)的是移動(dòng)著的不穩(wěn)定圖形。這種情況可以用圖說明:設(shè)X軸加的鋸齒波電壓的周期比偏轉(zhuǎn)板上的正弦波電壓周期稍小。比如,在屏上顯示的波形不重疊,好像波形在向右移動(dòng)。

第十四頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日掃描原理如果和差別稍大一些,一個(gè)一個(gè)的波形由于熒光屏的余輝和人眼的視覺暫留,看到的是多個(gè)波形在屏上的疊加結(jié)果。其原因是掃描電壓的周期與被測(cè)信號(hào)的周期不相等或不成整數(shù)倍關(guān)系,以至于每次掃描的起點(diǎn)在軸上均不相同。如圖：第十五頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日掃描原理第十六頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)原理為了獲得