ФПЭ-14
.pdf21
5). После окончания работы отключите тумблер "сеть" на
ОСllиллографе и отсоедините шнуры питания от сети ........ 220 В.
14.6. Контрольные вопросы.
1). В чем заключается устройство электронно-лучевой трубки
ОCLIиллоrpафа?
2). В чем заключается устройство и назначение электронной
пушки?
3). Каково назначение и принцип работы генератора развертки? 4).Почему напряжение развертки не искажает форму иссле
дуемого СИПlала?
5). Как изменяется ярко<-'Ть сигнала на экране осциллоrpафа? 6). Как в осциллографе осуществляется фокусировка и
ускорение электронного луча?
7). Опишиre траекторию электрона в электростатическом поле отклоняющих IVIaСТИН. От каких величин зависит линейное откло нение элеК1рона в поле пластин?
8). Что такое "синхронизация" и как она осуществляется в
осцшvюrpафе?
9). Как измеряется аМПЛИ1Уда исследуемого сигнала? Его период,
продолжительность? Как их рассчитать, если исследуемый сигнал не укладывается полностью на экране осциллографа?
10). Объясните назначение всех ручек управления, находящихся
на передней панели осциллоrpафа.
11). Что представляет собой генератор звуковых сигналов?
Библиографический список
1. Савельев ид. Курс обllJ:ей физики. - Т. 2. М.: Наука. 1982. - 496 с.
(§§ 73,92).
2. Сивухин Д.В. Общий курс фИЗИЮ1. - т.3. М.: Наука. 1983. - 687 с.
(§ 131).
http://www.mitht.ru/e-library
22
Приложение 1
Фокусирующее действие электрического поля
Пусть движушийся в однородном электрическом поле электрон подлетает со скоросгью Vt к эквипотеНI(ИaJIЬНОЙ ЛИIши С ПОТСНIIИaJIОМ
<1>1' Вектор его скорости составляет угол <Х) с направлением
нанряженности электрического поля (с нормалью к эквипотен
циальной линии).
Рис. 14. 10. "Преломление " электронного луча в электрическом поле
Разложим скорость V1 на составляющие Vlx И VIy , где
При переходе к следующей эквипотенциальной линии с
потеНJ1иалом <1>2 составляющая V1y не меняется, поскольку в этом
напранлении электрическое поле не действует, а составляющая V1X
изменится. Пусть для определенности <1>2> <1» ,тогда V > V ' И |
|
2x |
1x |
траектория электрона приблизится к силовой линии. Рассчитаем
изменение угла <Х. Из равенства V = V имеем |
|
1y |
2y |
http://www.mitht.ru/e-library
23
(1)
Пусть скорость электрона при нулевом потеюшале близка к
нулю. Тогда кинетическая энергия электрона mv//2 на первой
эквипотенциальной линии пропорциональна ее потенциалу <1» .
а на второй эквипотенциальной линии mv//2 пропорциональна
<1>2. Переходя в формуле (1) от скоростей к потенциалам, получим
(2)
Формула (2) определяет "преломление" траектории электрона
в электрическом поле и аналогична закону преломления света.
Приложение 2
()тклонение электрона под действием однородного
электрического поля
Пренебрегая краевыми эффектами, электрическое поле
отклоняющих пластин осциллографа можно считать однородным,
поэтому действующая со стороны поля на электрон сила будет
постоянной и сообщаемое этой силой ускорение также будет
постоянным.
Пусть электрон со скоростью Vo влетает в однородное
электрическое поле отклоняющих пластин (см. рис. 14.11) перпсНдИ
кулярно его линиям напряженности и движется вдоль ОСИ z.
Электрическое поле второй пары Шlастин пусть будет равно
нулю. В этом случае движение электрона вдоль оси Z является
равномерным
(1)
http://www.mitht.ru/e-library
24
~?.·~+-+------------------ |
+-г--- |
z |
__ ij'
Рис. 14./1. Электрическое поле отклоняющих пластин.
а движение вдоль оси у - равноускоренным: |
|
у = at2 /2. |
(2) |
Величина а ускорения электрона может быть найдена с помощью второго закона Ньютона:
а = еЕ / т, |
(3) |
где е - заряд электрона, m - его масса, Е - напряженность
электрического поля отклоняющих пластин.
ПодстаFlИВ в (2) выражение ДЛЯ а из (3) и для t из (1),
найдем:
(4)
Из (4) следует, что траектория движения электрона между отклоняющими пластинами представляет собой параболу. На выходе
из пластин электрон попадает в область с пренебрежительно малой
напряженностью электрического поля и дальнейшее его движение можно С'ШП1ТЬ инерuионным по прямой, являющейся касательной
http://www.mitht.ru/e-library
25
к параболе в точке, лежащей на гранине области однородного поля.
Величина отклонения электрона у1 на выходе из пластин определяется формулой (5) и равна
(5)
где 11 - длина пластин конденсатора.
При дальнейшем движении к экрану электронно-лучевой
трубки электрон отклонится еще на величину Ау = 12 tg а .
Поэтому величина отклонения у электронного луча от центра экрана
определяется как у = у1 + Ау.
Для нахождения величины Ау найдем tg а, учтя О) и (2):
Отсюда полная величина отклонения электрона с момента его
вступления в электрическое поле и до попадания на экран составит:
2 |
2 |
у = Уl + Ау = (еЕ 1/ / 2mvo ) + (еЕ 1112/ mvo ) = |
|
= еЕ 11 ( 1/2 + 12) / mvo • |
(6) |
2 |
|
Если учесть, что напряженность Е однородного элеК1рического
поля отклоняющих пластин может быть выражена через напряжение
U на Jlластин.ах и расстояние d между ними как
E=U/d,
то формула (6) примет вид
Огсюда следует, что смещение у электронного луча на экране
прямо пропорционально напряжению U на отклоняющих пластина.х.
http://www.mitht.ru/e-library
26
http://www.mitht.ru/e-library
Лухина В.Н.
Изучение электронноrо осциллоrрафа (ФПЭ-14)
(Учебно-методическое пособие)
ЛР Серия ИД N~03509
Подписано в печать It/ ()3 04.
Формат 60х90/16. Отпечатано на ризографе. |
.33 |
|
Уч.-изд. л. |
1. G .Тираж J!()O Заказ NQ |
|
|
• |
|
117571 |
Москва, пр. Вернадского 86. |
|
Издательско-полиграфический иентр МИТХТ.
http://www.mitht.ru/e-library