專題課示波管的原理

示波器可以用來觀察電信號(hào)隨時(shí)間的變化，它的核心部件是示波管。新課標(biāo)人教版物理《選修3-1》中示波管原理涉及的知識(shí)點(diǎn)多，計(jì)算量大，是物理教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)。

從電子運(yùn)動(dòng)過程看，有水平加速、偏轉(zhuǎn)、勻速直線運(yùn)動(dòng)三個(gè)階段；從知識(shí)點(diǎn)來看，運(yùn)用到了動(dòng)能定理、牛頓第二定律、動(dòng)量定理、勻變速運(yùn)動(dòng)公式等。

學(xué)習(xí)中應(yīng)盡快建立模型，熟悉基礎(chǔ)運(yùn)算，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維。一、示波管結(jié)構(gòu)圖及原理①示波管結(jié)構(gòu)圖++++++------dUl/2

Lyy’vvxvy

②電子的三段運(yùn)動(dòng)Ll

θ

θ加速電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)熒光屏偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)熒光屏加速電場(chǎng)

這種情況會(huì)導(dǎo)致亮斑移動(dòng)中水平方向或豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，由于電壓變化快，亮斑移動(dòng)速度快，加上人眼視覺暫留的影響，看起來就形成一條豎直亮線或水平亮線。UytUxt③分析帶電粒子隨電壓變化其位置情況X’XYY’UytUxt③分析帶電粒子隨電壓變化其位置情況X’XYY’UytUxt③分析帶電粒子隨電壓變化其位置情況X’XYY’UytUxt③分析帶電粒子隨電壓變化其位置情況X’XYY’二、信號(hào)電壓與掃描電壓周期相同

在周期T內(nèi)，Ux∝T,則X∝T,說明電子在水平方向作勻速運(yùn)動(dòng)，而Uy是正弦變化。說明電子在豎直方向作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，水平運(yùn)動(dòng)與豎直運(yùn)動(dòng)合成，類似砂擺下勻速拉木板，形成如上圖所示正弦波。①正弦波樣的形成二、信號(hào)電壓與掃描電壓周期相同

②余弦波樣的形成二、信號(hào)電壓與掃描電壓周期相同③雙側(cè)正弦波樣的形成二、信號(hào)電壓與掃描電壓周期相同④從右往左掃描

上述三例中，波樣都是從左向右形成的，①②圖樣都在右側(cè)，而③圖樣在兩側(cè)，詳細(xì)分析其原因，這是由于Ux是否從負(fù)到正所致。

當(dāng)Ux從正到負(fù)均勻變化時(shí)，說明x方向振動(dòng)右向左，決定了圖樣是由右到左形成的。針對(duì)以上情況的詳細(xì)分析，我們可以發(fā)現(xiàn)信號(hào)電壓的形狀初步?jīng)Q定了熒光屏顯示圖樣的形狀。在有掃描電壓存在的情況下，信號(hào)電壓為正弦，圖樣就為正弦，信號(hào)電壓為余弦，圖樣就為余弦。單側(cè)圖樣或雙側(cè)圖樣形成取取決于Ux是否有正負(fù)值，正向掃描或反向掃描取決于Ux是從小到大還是從大到小。三、信號(hào)電壓與掃描電壓周期不同①多重波形

三、信號(hào)電壓與掃描電壓周期不同②先正向掃描再反向掃描