示波管原理图
即有
电子荷质比测量
可见电子在匀强磁场中运动时，具有相同的轴向速 度，但由于电子发射方向各异，导致径向速度不同。 h 因此他们在磁场中将作半径不同但螺距相同的螺线 运动，经过时间T后,在相同的地方聚焦。
图4－18－5
电子荷质比测量
调节磁场B的大小，使螺距正好等于电子束交叉点 到荧光屏的距离L,这时荧光屏上的光斑就汇聚成一
实
验
八
电子束的线偏转与聚焦研究
实验目的 实验原理 实验仪器 实验方法与步骤 实验数据处理 注意事项 思考与练习
实验目的
1.了解示波管的基本结构和电偏转、电聚焦 的原理， 测量示波管的电偏转的灵敏度。 2.研究纵向不均匀电场对电子束的聚焦作用。3.了解 示波管中电子束的磁偏转原理，测绘示波管磁偏转量 随电流变化的曲线。 4.了解电子束在磁场中的螺旋运动情形及其聚焦原理， 观察磁聚焦的现象。通过磁聚焦原理测量电子的荷质 比。
荧 光
UG G1 G2 A1 U1 U2 图a
A2
Y1 X1
屏
H H—钨丝的热电极 A1—第一加速阳极 Y1Y2—垂直偏转板
K—阴极 G1—栅极 G2—聚焦极 A2—第二加速阳级 X1X2—水平偏转板
DS-ⅡA型电子束实验仪
示波管
实验仪平视图
实验仪器面板
电压 显示
U2 U1 Us
电流 显示
Uy Ux
量。
仪器原理
在图C中任取一点P，电子在该处是总会沿着F与 之间的某一方向运动，分析不同的点同样可得出电子 v 的运动的轨迹如图c所示，达到电聚焦的作用。若轴向 分量 v Z 不同,只是打到荧光屏的时间不同，但也可与前 面或后面运动的电子在荧光屏上重合，但不能与同时 出发的电子在荧光屏上同时重合。聚焦作用的强弱可 以通过改变 A1 A 2 之间的电压，从而改变其间的场强来 实现的。
2 l 1 2 eU eUl y at 2 2 md v 2 mv d 0 0 2
U——偏转电压 d——板间距离
l——板长
电子离开电场后不受电场力作用,将作匀速直线运动，等效 直接从A点（板中点位置）直接射出（如图所示），故
l D 2
L eU v l ' v l ' md y ' 0 L tg L L v 2 v 2 x 0
在X方向同理得
D lL Sx Ux 2dU 2
仪器原理
三、 电子束的聚焦与辉度的控制：
人们最初想把极板上的圆孔做成足够小可得任意细小的电子 束，然而电子向不同方向离开加热阴极，只能有很小部分的 电子正好向着阳极小孔方向运动，大多数电子不能达到荧光 屏。不过，我们可以利用适当形状的电场来改变初速度不在 管轴方向的那些电子的方向，从而得到比较强的电子束和比 较亮的光点。在电子枪内的第一加速阳极 A 1 的原理如下： 与第二加速
实验原理
带电子粒子在电场、磁场中的运动规律在电子 技术领域具有广泛的应用。本实验将研究电子在电
场和磁场的偏转和聚焦运动。
一、示波管的基本结构： 本实验采用DS-ⅡA型电子束实验仪,实验仪上带有
8SJ45J型电子示波管,也就是示波器中的示波管。
示波管原理图
电子枪 H 6.3V H K
偏转板
Y2
X2
仪器原理 四：磁偏转系统： 1：偏转磁场的形成及其简化 在螺线管上通上恒定的电流，管内磁场 为匀强磁场，在其边缘部分发生畸变。可以 把管内作为匀强磁场，管外磁感应强度作为 零，达到简化的目的。 2：磁偏转原理： 电子以速度v沿z轴方向垂直B 运动，这 时电子作匀速圆周运动，到达磁场外不受洛 仑兹力，则以刚出磁场瞬间的速度作匀速直 线运动。
阳极 A 2 之间形成一个静电透镜,可解决上述问题。其作用
仪器原理
如图C给出了静电透镜聚焦作用的几何示意图，这是假定 电子
A1
A2
在两聚焦电极之间的区
域的路程远小于电子的 总路程时电子运动的轨
F P V 图C
Z
Z
迹简化形式。假定从第
一加速极出来的那些电 子具有相同的轴向分量 v
，但具有不同的径向速度分
2 m Be
与
v
无关。故只
2 mv Z 整数 Be
要电子的轴向速度相同，经过 PvZT
周期后会聚焦于荧光屏上的一点，这就是磁聚焦。 电子作螺旋运动的螺距：
电子荷质பைடு நூலகம்测量
从前面的谈论可知,电子的轴向速度 v Z 由加速电压 决定(电子离开阴极时的初速度相对来说很小,可以 忽略),固有
1 2 mvZ eU2 2
显示参 量切换
示波管
激励 电流
仪器介绍
当电流通过钨丝阴极K被加热后，筒端的钡与锶氧化物 涂层内的自由电子获得较高的动能，从表面逸出。因 为第一加速阳极A具有（相对阴极K）很高的电压（如 1000伏），在K-G-A1之间形成强电场，故从阴极逸出 的电子在电场中的加速运动，穿过G的小孔（直径约 1mm）,以高速穿过G2、A1及A2筒内的限制孔，形成一 束电子射线，电子最后打到荧光屏上，这上面涂有一 满层的特殊荧光物质，在电子的轰击下发出可见光。
仪器原理
五：磁聚焦原理： 在示波管外套一个同轴的螺线管，当给螺线管通 以稳恒直流电时，其内部形成一个轴向磁场。若螺 线管足够长，则可认为内部为匀强磁场。 电子进入匀强磁场后，将会以轴向速度作匀速直 线运动。同时以径向速度 作匀速圆周运动。其合运 动是一个螺旋线运动。
仪器原理
由于匀速圆周运动周期
T
l ' eUl L 2 2 mdv 0
仪器原理
l L' L 2
D eUlL 2 mdv 0
令 有 故
L d A
L
、
VX 图b VY
UlL D 2U 2 d
D
如果加速电压为U2
2 1m e U 2 v 则 0 2
仪器原理
示波管的Y方向电偏转灵敏度
：
D lLU 2 U d lL 2 S y U y U 2 dU 2
仪器原理
二、电偏转系统 1、偏转电场的形成与简化
在两排平行板间加电压就可以形成电场。当平行
板间的距离d比长度L小得多时，可以认为它形成的空 间电场是均匀的，且在平行板的界外电场为零。
电子在均匀电场内以 v
偏离位移。
0
从平行于板的方向进入电
0
场，在电场力的作用下,在y方向（垂直 v
方向）产生
仪器原理
高中物理每日一点十题之示波管
高中物理每日一点十题之示波管一知识点1.构造：示波管主要是由电子枪、偏转电极(XX′和YY′)、荧光屏组成，管内抽成真空.(如图)2.作用(1)电子枪的作用是产生高速飞行的一束电子.(2)示波管的YY′偏转电极上加的是待测的信号电压(图乙).XX′偏转电极通常接入仪器自身产生的锯齿形电压(图甲)，叫作扫描电压.(3)荧光屏的作用是显示电子的偏转情况.3.电子束打在荧光屏上各种情况（1）如果在偏转电极XX′之间和偏转电极YY′之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后打在荧光屏上的屏的中心（如图1所示）.（2）如果仅在XX′之间加上扫描电压，荧光屏上会看到水平直线（如图2所示）.（3）如果仅在YY′之间加上信号电压，荧光屏上会看到竖直直线（如图3所示）.（4）如果同时在XX′，YY′之间加上扫描电压和信号电压，荧光屏上会看到正弦曲线（如图4所示）.（1）（2）（3）（4）十道练习题（含答案）一、单选题（共7小题）1. 如图所示的示波管，当两偏转电极XX′、YY′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标系的O点，其中x轴与XX′电场的场强方向重合，x轴正方向垂直于纸面向里，y轴与YY′电场的场强方向重合，y轴正方向竖直向上)．若要电子打在图示坐标系的第Ⅲ象限，则( )A.X、Y极接电源的正极，X′、Y′接电源的负极B.X、Y′极接电源的正极，X′、Y接电源的负极C.X′、Y极接电源的正极，X、Y′接电源的负极D.X′、Y′极接电源的正极，X、Y接电源的负极2. 关于带电粒子(不计重力)在匀强电场中的运动情况，下列说法正确的是( )A. 一定是匀变速运动B. 不可能做匀减速运动C. 一定做曲线运动D. 可能做匀变速直线运动，不可能做匀变速曲线运动3. 图甲为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图乙所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是( )A. B. C. D.4. 如图所示，在匀强电场E中，一带电粒子(不计重力)－q的初速度v0恰与电场线方向相同，则带电粒子－q在开始运动后，将( )A. 沿电场线方向做匀加速直线运动B. 沿电场线方向做变加速直线运动C. 沿电场线方向做匀减速直线运动D. 偏离电场线方向做曲线运动5. 一带电粒子在电场中只受到电场力作用时，它不可能出现的运动状态是( )A. 匀速直线运动B. 匀加速直线运动C. 匀变速曲线运动D. 匀速圆周运动6. 如图所示，在匀强电场E中，一带电粒子－q的初速度v0恰与电场线方向相同，则带电粒子－q在开始运动后，将( )A. 沿电场线方向做匀加速直线运动B. 沿电场线方向做变加速直线运动C. 沿电场线方向做匀减速直线运动D. 偏离电场线方向做曲线运动7. 如图所示，是一个示波器工作原理图，电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h，两平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏移量(h/U)叫示波器的灵敏度．若要提高其灵敏度，可采用下列办法中的( )A. 增大两极板间的电压B. 尽可能使板长l做得短些C. 尽可能使板间距离d减小些D. 使电子入射速度v0大些二、多选题（共3小题）8. 如图是示波管的原理图．它由电子枪、偏转电极(XX′和YY′)、荧光屏组成，管内抽成真空．给电子枪通电后，如果在偏转电极XX′和YY′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点，在那里产生一个亮斑．下列说法正确的是( )A. 要想让亮斑沿OY向上移动，需在偏转电极YY′上加电压，且Y′比Y电势高B. 要想让亮斑移到荧光屏的右上方，需在偏转电极XX′、YY′上加电压，且X比X′电势高、Y比Y′电势高C. 要想在荧光屏上出现一条水平亮线，需在偏转电极XX′上加特定的周期性变化的电压(扫描电压)D. 要想在荧光屏上出现一条正弦曲线，需在偏转电极XX′上加适当频率的扫描电压、在偏转电极YY′上加按正弦规律变化的电压9. 一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是( )A. 加速电压突然变大B. 加速电压突然变小C. 偏转电压突然变大D. 偏转电压突然变小10. 示波管的构造如图所示．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的( )A.极板X应带正电B. 极板X′应带正电C. 极板Y应带正电D. 极板Y′应带正电1. 【答案】D【解析】若要使电子打在题图所示坐标系的第Ⅲ象限，电子在x轴上向负方向偏转，则应使X′接正极，X接负极；电子在y轴上也向负方向偏转，则应使Y′接正极，Y接负极，所以选项D正确2. 【答案】A【解析】带电粒子在匀强电场中受恒定合外力(电场力)作用，一定做匀变速运动，初速度与合外力共线时，做直线运动，不共线时做曲线运动，选项A正确，选项B、C、D错误3. 【答案】B【解析】由于电极XX′之间所加的是扫描电压，电极YY′之间所加的电压为信号电压，所以荧光屏上会看到B选项所示的图形4. 【答案】C【解析】在匀强电场E中，带电粒子所受静电力为恒力．带电粒子受到与运动方向相反的恒定的电场力作用，产生与运动方向相反的恒定的加速度，因此，带电粒子－q在开始运动后，将沿电场线做匀减速直线运动5. 【答案】A【解析】在电场力的作用下，说明电荷受到的合外力的大小为电场力，不为零，所以选项A不可能；当电荷在匀强电场中由静止释放后，电荷做匀加速直线运动，选项B可能；当电荷垂直进入匀强电场后，电荷做类平抛运动，选项C可能；正电荷周围的负电荷只在电场力作用下且电场力恰好充当向心力时，可以做匀速圆周运动，选项D可能6. 【答案】C【解析】在匀强电场E中，带电粒子所受电场力为恒力．带电粒子受到与运动方向相反的恒定的电场力作用，产生与运动方向相反的恒定的加速度，因此，带电粒子－q在开始运动后，将沿电场线做匀减速直线运动7. 【答案】C【解析】题是一个通过计算进行选择的问题．因为h＝at2＝(a＝，t＝)，所以，＝.要使灵敏度大些，选项中合乎要求的只有C8. 【答案】BCD【解析】要想让亮斑沿OY向上移动，电子受力向Y方向，即电场方向为YY′，即Y电势高，A项错误；要想让亮斑移到荧光屏的右上方，同理Y为高电势，X为高电势才可，B项正确；要想在荧光屏上出现一条水平亮线，说明电子只在XX′方向偏转，当然要在这个方向加扫描电压，C项正确；要想在荧光屏上出现一条正弦曲线，就是水平与竖直方向都要有偏转电压，所以D项正确．综述本题选项为B、C、D.9. 【答案】AD【解析】若加速电压为U1，偏转电压为U2，则在加速电场中qU1＝mv，在偏转电场中a＝，L ＝v0t，y＝at2，所以y＝，画面高度缩小，说明粒子的最大偏转位移减小，由上式分析可得，可能是加速电压U1增大，也可能是偏转电压U2减小，选项A、D正确10. 【答案】AC【解析】根据亮斑的位置，电子偏向XY区间，说明电子受到电场力作用发生了偏转，因此极板X、极板Y均应带正电．。
示波管组成
荧光屏位于示波管的终端，它的作用是将偏转后的电子束显示出来，以便观察。在示波器的荧光屏内壁涂有一层发光物质，因而，荧光屏上受到高速电子冲击的地点就显现出荧光。此时光点的亮度决定于电子束的数目、密度及其速度。改变控制极的电压时，电子束中电子的数目将随之改变，光点亮度也就改变。在使用示波器时，不宜让很亮的光点固定出现在示波管荧光屏一个位置上，否则该点荧光物质将因长期受电子冲击而烧坏，从而失去发光能力。
此外，为了使荧光屏上显示的图形保持稳定，要求锯齿波电压信号的频率和被测信号的频率保持同步。这样，不仅要求锯齿波电压的频率能连续调节，而且在产生锯齿波的电路上还要输入一个同步信号。这样，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始、连续不断的锯齿波）一种状态的简易示波器（如国产SB10型等示波器）而言，需要在其扫描电路上输入一个与被观察信号频率相关的同步信号，以牵制锯齿波的振荡频率。对于具有等待扫描功能（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生一个锯齿波，进行一次扫描）功能的示波器（如国产ST-16型示波器、SR-8型双踪示波器等而言，需要在其扫描电路上输入一个与被测信号相关的触发信号，使扫描过程与被测信号密切配合。为了适应各种需要，同步（或触发）信号可通过同步或触发信号选择开关来选择，通常来源有3个：①从垂直放大电路引来被测信号作为同步（或触发）信号，此信号称为“内同步”（或“内触发”）信号；②引入某种相关的外加信号为同步（或触发）信号，此信号称为“外同步”（或“外触发”）信号，该信号加在外同步（或外触发）输入端；③有些示波器的同步信号选择开关还有一档“电源同步”，是由220V，50Hz电源电压，通过变压器次级降压后作为同步信号。
图5-2示波管内部结构示意图
第一阳极对阴极而言加有约几百伏的正电压。在第二阳极上加有一个比第一阳极更高的正电压。穿过控制极小孔的电子束，在第一阳极和第二阳极高电位的作用下，得到加速，向荧光屏方向作高速运动。由于电荷的同性相斥，电子束会逐渐散开。通过第一阳极、第二阳极之间电场的聚焦作用，使电子重新聚集起来并交汇于一点。适当控制第一阳极和第二阳极之间电位差的大小，便能使焦点刚好落在荧光屏上，显现一个光亮细小的圆点。改变第一阳极和第二阳极之间的电位差，可起调节光点聚焦的作用，这就是示波器的“聚焦”和“辅助聚焦”调节的原理。第三阳极是示波管锥体内部涂上一层石墨形成的，通常加有很高的电压，它有三个作用：①使穿过偏转系统以后的电子进一步加速，使电子有足够的能量去轰击荧光屏，以获得足够的亮度；②石墨层涂在整个锥体上，能起到屏蔽作用；③电子束轰击荧光屏会产生二次电子，处于高电位的A3可吸收这些电子。
匀强电场中电势差与电场强度的关系、示波管原理课件
(3)一个电子从 a 点沿斜边移到 c 点时，ab 两点间的电势差为 Uac＝－Edac＝－1.2 V 则电场力做功为 W＝eUac＝(－1.6×10－19)×(－1.2) J＝1.92×10－19 J. [答案] (1)40 V/m (2)2.56×10－19 J (3)1.92×10－19 J
2．电子在电子枪中的运动是匀加速直线运动吗？说明理由．
提示：不是．因为电子枪中阴、阳两极间的电场不是匀强电场， 电场力是变力．
由 E＝U/d 理解 E 和 U 的关系
1．场强、电势差两者比较
电场强度 E
电势差 U
放入电场中某一点的电 电荷在电场中两点间移
定义
荷受到的电场力跟它的 动时，电场力所做的功
(2)由图乙知 F＝ （qE）2＋（mg）2＝ 2mg
由动能定理得－F·xmax＝0－12mv20
故
xmax＝2
mv02 ＝ 2mg
42gv20.
[答案]
(1)正电荷
mgd U
(2)
2v20 4g
物体做直线运动的条件是合力为零或合力与速度方向在同一 直线上，从而确定电场力的大小和方向，可与牛顿第二定律、 动能定理、功能关系相结合，解题思路和步骤与力学中完全相 同．
[审题突破] 分析本题注意以下条件： (1)等势面是一簇互相平行的分布均匀的竖直平面． (2)要使小球做直线运动，满足什么条件．
[解析] (1)作电场线如图甲所示，由题意，只有当 F 与 v0 在一 条直线上时才可能使小球做直线运动．只有小球受到向左的电 场力，电场力和重力的合力与初速度才可能在一条直线上，如 图乙所示，所以小球带正电，小球沿 v0 方向做匀减速运动，由 图乙知 qE＝mg 相邻等势面间的电势差用 U 表示，故 E＝Ud 所以 q＝mEg＝mUgd.
物理3-1示波管的工作原理
模拟示波器
数字示波器
谢
示波器显示的图像 2
Uy
y
O
t
Ux
O
O
t
在XX、YY之间加恒定电压； 图像：在荧光屏的Ⅰ至Ⅳ象限上出现一个亮斑；
y Uy x Ux
x
示波器显示的图像 3
y
x Ux
O A B C t1 D E F t2
O
x
只在X1X2间加锯齿形扫描电压 图像：在x轴上从一侧到另一侧的水平扫描图像；
若频率较大，由于荧光屏的残光效应和视觉暂留，会看到一条水平亮线；
若频率较小，会观察到一个一个亮点向右移动，显示扫描过程。
示波器显示的图像 4
O A B C t1 D E F t2
O
x
示波器显示的图像 5
y
B
CA
O t1
O t2
x
DF
E
示波器显示的图像 6
y y Uy
B C
A
O
t1
t2
O
x
D
F
E
x Ux
示波器显示的图像 7
y
x
在X1X2间扫描电压的周期是Y1Y2间信号电压周期的整数倍时， 示波器显示信号电压的整数个周期图像。
示波管的工作原理
示波器
示波器是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器 核心部件是示波管：
由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空
自制示波管
示波器显示的图像 1
Uy
y
y Uy
O
t
O
x
只在YY之间加恒定电压； 图像：在荧光屏的y轴上出现一个亮斑；
电子枪发出的每一个电子在YY间的恒定电压偏转下，电子束沿y方向偏移。
示波管原理图教学文稿
m
02N2L2 I2
各实验参数由实验室给出。
实验内容
1：电子在横向电场作用下的偏转。 2：电子在纵向不均匀电场作用下的运动（电聚焦）。 3：电子束的磁偏转。 4：电子在纵向磁场作用下的运动（电子螺旋运动）。 5：电子的荷质比的测量
运动，经过时间T后,在相同的地方聚焦。
图4－18－5
电子荷质比测量
调节磁场B的大小，使螺距正好等于电子束交叉点
到荧光屏的距离L,这时荧光屏上的光斑就汇聚成一 个小点。由于：
2m 2m
Lh eBv0 eB
2eU2 m
故电子的荷质比为：
e 8 2U 2
m L2 B 2
电子荷质比测量
实验用螺线管可近似为薄螺线管，按薄螺线管计算 公式有：
荧
光
6.3V H
屏
UG G1 G2 A1 A2
Y1 X1
U1 U2 图a
H H—钨丝的热电极 A1—第一加速阳极 Y1Y2—垂直偏转板
K—阴极 G1—栅极 G2—聚焦极 A2—第二加速阳级 X1X2—水平偏转板
示波管
DS-ⅡA型电子束实验仪
实验仪平视图
实验仪器面板
U2 U1 Us
Uy Ux
示波管
仪器原理
二、电偏转系统 1、偏转电场的形成与简化
在两排平行板间加电压就可以形成电场。当平行 板间的距离d比长度L小得多时，可以认为它形成的空 间电场是均匀的，且在平行板的界外电场为零。
电子在均匀电场内以 v 0 从平行于板的方向进入电 场，在电场力的作用下,在y方向（垂直 v 0 方向）产生
偏离位移。
B 0 n I(c o s2 c o s1 )/2
式中： 04107N/A2
示波管原理
示波管的工作原理：
实验室里的示波管与上面阴极射线管的原理是一样的，只不过
多了一对水平偏转电极如图所示，使用时将要观察的信号电压 加在偏转电极_Y_2_、__Y_1_上，扫描电压(一般是由仪器自身产生的 锯齿形电压)加在__X_2_、__X_1上，这时在荧光屏上就会显示出加在 _Y_2_、__Y_1_上的电压随时间变化的图形．
Uy
O如何在屏上如实显示Uy的波型?
下面来看Ux是如何实现这种功能的
Ux
O
t
x = K xU x
X坐标均匀改变,即电子束在水平方向匀速移动
UX2X1
正
正
负
负
UY2Y1
正
负
正
负
象限 一
四
二
三
Y2
X1
X2
Y1
示波管的工作原理
阴极射线管的构造：
电子在阴极射线管中的运动可分为三个阶段． (1)电子在阴、阳极间的电场中做___加__速___运__动____． (2)电子在偏转电极间的匀强电场中做_匀__加__速___曲__线____运动，类 似于重力场中的__平__抛__运__动______． (3)电子飞出平行金属板后做__匀__速__直__线______运动．
UX1X2>0且为定值，电子束将沿x轴负方向发生偏转； UX1X2<0且为定值，电子束将沿x轴正方向发生偏转。
Y2
X1
X2
Y1
(4)若在偏转电极X1、X2和Y1、Y2上均加了一定的电压，则亮斑 既偏离y轴、又偏离x轴。
UX2X1
正
正
负
负
UY2Y1
正
负
正
负
象限 一
四
示波管
二、示波管的原理（不变电压）
２、若UX=0 V，Uy不变，且Ｕy<0V (即使Y的电 势比Y’低) ，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿Y方向向下偏移
二、示波管的原理（不变电压）
３、若Uy=0 V; Ux不变，且Ｕx>0V (即使X的电 势比X’高) ，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿X方向里偏移
下面来看Ux是如何实现这种功能的
Ux
O
t
x = K xU x
X坐标均匀改变,即电子束在水平方向匀速移动
荧屏上正弦波的形成过程
Y轴加信号电压为正弦电压
Uy
o
t
Ux
o
屏幕上 出现正 弦波形
T t
X轴加锯齿形扫描电压
动画演示
实验演示
二、示波管的原理（不变电压）
4、若Uy=0 V; Ux不变，且Ｕx<0V (即使X的 电势比X’低) ，电子将打在荧光屏的什么位 置？
电子沿X方向向外偏移
三、示波管的原理（变化电压）
电子在两极板间的偏移量和什么有关?
eUl 侧向偏移量h = 2 ∝U 2mv 0 d
x K xU x
y K yU y
示波器
示波器：用观察电信号随时间变化的电 子仪器。其核心部分是示波管
一、示波管的构造示意图
产生高速飞行 的电子束
使电子沿x方向偏移
使电子沿Y方 向偏移
二、示波管的原理（不变电压）
1、若UX=0 V，Uy不变，且Ｕy>0V (即使Y的电势 比Y’高)，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿Y方向向上偏移
2
三、示波管的原理（变化电压）
信号电压
示波管的YY’偏转电极上加的是待显示的 信号电压
示波管的原理
§1.9(3)示波管的原理【自主学习】1．示波管构造（参看教材35页下）示波管是示波器的核心部件，如图所示，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由电子枪（由发射电子的灯丝、加速电极组成）、偏转电极（由偏转电极XX′和偏转电极YY'组成)和荧光屏组成.注意：示波器可用来观察电信号随时间变化的情况.2．示波管的工作原理电子枪通电后发射电子，电子在加速电场中加速，然后进入偏转电场，偏转电极一般有相互垂直的两组，一组控制水平偏转，一组控制竖直偏转，电子经过偏转电场后到达荧光屏上使荧光粉发光.(1)偏转电极不加电压：从电子枪射出的电子将沿直线运动，射到荧光屏的中心点形成一个亮斑．(2)在XX′(或YY′)加电压：若所加电压稳定，则电子被加速，偏转后射到XX′(或YY′)所在直线上某一点，形成一个亮斑(不在中心)，如下图所示．（3）示波管实际工作时，竖直偏转板和水平偏转板都加上电压，一般地，加在竖直偏转板上的电压是要研究的信号电压，加在水平偏转板上的电压是扫描电压，若两者周期相同，在荧光屏上就会显示出信号电压随时间变化的波形图．（教材36页下）【典例探究】1、如果仅在YY'之间加不变的电压，使Y板电势比Y' 高(有时说Y正，Y'负)，电子束将受到指向__________板的电场力，在荧光屏的__________轴上将出现____________________。
2、如果仅在X X '之间加不变的电压，使X板的电势比X' 高（X正，X'负），电子束将受到指向__________板的电场力，在荧光屏的_________轴上将出现____________________ 。
3、如果仅在YY'之间加如图2甲所示的电压，在荧光屏上的__________ 轴上将出现____________________ 。
4、如果在YY'之间加图2甲所示的电压，而在XX'之间加不变的电压(X正、X'负)，在荧光屏上将会出现____________________ 。
示波管原理的动画演示课件
聚焦与偏转
展示电子在示波管的聚焦系统和 偏转系统中的运动轨迹，以及如
何控制电子束的形状和方向。
荧光屏上显示波形
电子束在荧光屏上撞击并激发荧 光物质，形成可见的波形图像。
直观理解示波管原理
信号输入与波形显示
通过动画展示如何将输入信号加到示波管的垂直偏转系统，使电 子束在荧光屏上显示出对应的波形。
扫描与同步
解释扫描电路的工作原理，以及如何通过控制电子束在水平方向的 偏转实现波形在荧光屏上的展开显示。
动态刷新与存储
展示现代示波器中使用的技术，如数字信号处理和波形存储，以提 高波形显示的稳定性和精确度。
提高学习效率和兴趣
生动形象的学习方式
01
通过动画演示，将抽象的示波管原理以直观、生动的方式呈现
电子枪通常由阴极、控制极和加速极 组成，通过加热阴极使得电子逸出， 然后通过加速极给予电子束能量，使 其加速射向偏转系统。
偏转系统
偏转系统是示波管中用于控制 电子束方向的装置，通常由水 平和垂直两个线圈组成。
当电子束通过偏转系统时，线 圈中产生的磁场会对电子束产 生洛伦兹力，使电子束发生偏转。
通过改变磁场强度或方向，可 以控制电子束在荧光屏上的位 置，以形成图像。
02
03
定义
示波管是一种将电信号转 换为可见图像的电子器件。
工作原理
通过电子枪发射电子，经 过聚焦和加速后撞击到荧 光屏上，产生可见的波形 图像。
主要组成
包括电子枪、聚焦系统、 偏转系统和荧光屏等部分。
02示波管工作原理来自电子枪电子枪是示波管的核心部分，它负责 发射电子束。
控制极用于调节电子束的强度，以满 足不同的显示需求。
材质与贴图
为模型添加逼真的材质和贴图，以呈现示波管的真实外观和 质感。
示波管及波形显示原理
2. 连接电路，将信号发生器与示波管正确连接，并接通电源。
实验步骤和操作指南
3. 调整信号发生器的输出信号，观察 示波管荧光屏上的波形变化。
4. 记录实验数据，包括不同信号频率 和幅度下的波形特征。
实验步骤和操作指南
01
操作指南
02
在连接电路时，确保所有连接正确无误，避免短路或接错线路。
高分辨率显示技术
提高显示设备的分辨率，使波形显示更加细腻、 清晰。
波形显示技术面临挑战
显示设备性能提升
01
为满足复杂波形的显示需求，需要不断提高显示设备的刷新率、
色彩表现等性能。
数据处理与传输速度
02
随着波形数据量的增加，对数据处理和传输速度的要求也越来
越高。
多功能集成与便携性
03
在实现高性能波形显示的同时，还需要考虑设备的多功能集成
06 总结与展望
本次课程重点内容回顾
示波管基本结构和工作原理
详细介绍了示波管的构造，包括电子枪、偏转系统、荧光 屏等部分，以及它们如何协同工作形成波形显示。
波形显示原理
深入讲解了波形显示的基本原理，包括电子束的扫描、信 号的输入与处理、波形的合成与显示等过程。
示波管的应用与实验操作
介绍了示波管在电子测量和信号处理等领域的应用，并指 导学生进行了相关的实验操作，如信号的输入与调试、波 形的观察与记录等。
输质量。
信道特性分析
示波管可用于分析通信信道的特 性，如带宽、噪声等，为信道优
化和信号处理提供依据。
04 波形显示技术发展趋势与 挑战
新型显示技术发展趋势
柔性显示技术