示波管的原理

实验目的

理解电子在示波管中加速、偏转的过程，以及荧光屏上显示波形的原理。

实验原理

电子经加速电压 U0 加速：eU0 = mv²/2。进入偏转电场后，在垂直极板方向做匀加速运动，沿极板方向做匀速运动，类似平抛。偏转距离 y = UL²/(4dU0)，与偏转电压 U 成正比，U 变化，亮点位置随之变化。

实验器材

• 电子枪（阴极与加速电极）
• 竖直偏转电极 YY'
• 水平偏转电极 XX'
• 荧光屏
• 加速电压与偏转电压

实验步骤

1. 观察电子枪发射电子，并在加速电场中被加速。
2. 不加偏转电压，观察电子沿直线打在荧光屏中心。
3. 只在 YY' 上加恒定电压，观察亮点沿竖直方向偏移。
4. 只在 XX' 上加恒定电压，观察亮点沿水平方向偏移。
5. 改变偏转电压的大小和正负，观察亮点位置的变化。
6. 在 XX' 加扫描电压、YY' 加信号电压，观察波形。

实验现象与结论

不加偏转电压时亮点在屏中心；YY' 加电压时亮点沿竖直方向偏移，XX' 加电压时沿水平方向偏移，偏移量与偏转电压成正比。同时加扫描电压和信号电压，屏上显示信号随时间变化的波形。

常见问题

示波管中电子为什么能打到荧光屏上形成亮点？

电子经加速和偏转后高速撞击荧光屏，荧光物质受激发光，形成亮点。

亮点的偏移量与哪些量有关？

与偏转电压 U、极板长度 L 的平方成正比，与板间距 d 和加速电压 U0 成反比。