1.6示波器的奥秘详解.ppt

1-75 一.示波器： 1.示波器是一种常用的测量仪器 2.示波器是用来显示电信号随时间变化的规律 3.示波器的原理：带电粒子在电场力的作用下加速和偏转，屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏产生的。 演示1 二.受力分析 3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定 3．示波管的原理 （1）示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管 （2）示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）。 （3）原理：利用了带电粒子在电场中偏转的规律，灵敏、直观地显示出电信号随时间变化的图线。 X轴方向偏转 Y轴方向偏转 正弦波合成 三、示波器的原理 1、示波器作用：是一种用来观察电信号随时间变化的电 子仪器。 第六节 示波器的奥秘 示波器的面板 电场中的带电体一般可分为两类： 1、带电的基本粒子：如电子，质子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。 2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。 + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ U 三.带电粒子的加速 U E 加速 匀速 匀速 _ + + + + + + _ _ _ _ _ 匀速 加速 (+q,m) 加速后粒子的速度怎样计算呢？ 由动能定理可得 U 第六节 示波器的奥秘 【例题1】下列粒子从初速度为零的状态，经过电压为U的电场后，那种粒子的速度最大？ 　A.质子 　　　B.氘核 　C.α粒子 　　 D.钠离子 【答案】A 四.带电粒子的偏转 v0 l d + + + + + + - - - - - - -q φ v v0 v⊥ φ y F 运动状态分析 匀变速曲线运动（类平抛运动） 分析方法 沿初速度方向——匀速直线运动 垂直电场线方向——初速度为零的匀加速直线运动 1.加速度: 2.飞行时间 3.侧移距离 4.偏角 U 5.带电粒子离开电场时速度大小。 方法②:根据动能定理求解 方法①:根据速度合成求解 第六节 示波器的奥秘 【例题2】让质子、氘核的混合物沿着与电场垂直的方向进入同一匀强电场，要使它们最后的偏转角相同，这些粒子必须是： A.具有相同的初速度 B.具有相同的初动能 C.具有相同的质量 D.经同一电场由静止加速 【答案】B D 小结 一.带电粒子在电场中的加速 若不计粒子重力，则该粒子沿电场线做匀加速直线运动。 由动能定理得： 由此可得：此粒子到达负极板时的速度为： 【重要说明】带电粒子重力的处理 1.基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，一般可以忽略。 2.带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，一般不能忽略。 第六节 示波器的奥秘 二.带电粒子在电场中的偏转 带电粒子在电场中作类平抛运动 时 间： 加速度： 电场方向的位移： 电场方向的速度： 出电场时的方向： 小结 + + + + + + - - - - - - φ v v0 vy y + _ U1 U2 v0 L -q m 五、 加速和偏转一体 思考题： 让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏转电场时，它们是否会分为三股？请说明理由。 答案：通过加速电场时获得的动能Ek=qU,加速电压相同，二价氦离子电荷量最大，所以二价氦离子获得动能最大。 粒子的偏转量和偏转角由加速电场和偏转电场决定，所以三种粒子不可能分开为三股。 【例题3】例题：如图所示，一个质量为m、带电量为q的粒子，由静止开始，先经过电压为U1的电场加速后，再垂直于场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中。两金属板板长为l，间距为d，板间电压为U2。求粒子射出两金属板间时偏转的距离y和偏转的角度φ。 分析:这个例题包含有加速和偏转两个物理过程．加速过程使粒子获得速度v0，由动能定理 偏转过程经历的时间 偏转过程加速度 所以偏转的距离 偏转的角度 讨论： （1）偏转的距离y和偏转的角度φ都仅由加速电 场和偏转电场的情况决定，与带电粒子的电量、 质量无关。 （2）要增大偏转的距离y和偏转的角度φ，可采 取的措施有：减少加速电压U1或增大偏转电压U2 等。 示波器就是根据这一原理制成的。 五、示波管的工作原理 示波器探秘 核心部件：示波管 灯丝、阴极：发射电子 阳极：加速电子 偏