靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器

1、靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology請(qǐng)大家提交請(qǐng)大家提交扭擺扭擺 波爾共振波爾共振實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告請(qǐng)大家完成請(qǐng)大家完成靜電場(chǎng)靜電場(chǎng) 示波器示波器預(yù)習(xí)報(bào)告預(yù)習(xí)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告務(wù)必寫明班號(hào)和組號(hào)實(shí)驗(yàn)報(bào)告務(wù)必寫明班號(hào)和組號(hào)靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology 勢(shì)勢(shì)靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪

2、和示波器East China University of Science and Technology華東理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心華東理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心East China University of Science and Technology實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)用穩(wěn)恒電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)穩(wěn)恒電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)的原理和方法 加深電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線和等勢(shì)面電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線和等勢(shì)面等概念的理解 描繪同軸電纜、平行輸電線同軸電纜、平行輸電線的電場(chǎng)分布情況靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷等量異號(hào)電荷

3、等量異號(hào)電荷靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology同軸電纜同軸電纜 - 點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷模擬模擬靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology平行輸電線平行輸電線-等量異號(hào)電荷等量異號(hào)電荷模擬模擬靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology任意形狀的帶電體在空間的任意形狀的帶電體在空間的電場(chǎng)分布電場(chǎng)分布計(jì)算復(fù)雜計(jì)算復(fù)雜靜電，靜電，無電荷移動(dòng)

4、，用磁無電荷移動(dòng)，用磁電式儀器電式儀器不能不能直接測(cè)量直接測(cè)量模擬法模擬法理論計(jì)算理論計(jì)算直接測(cè)量直接測(cè)量以理論為基礎(chǔ)，不直接研究自然以理論為基礎(chǔ)，不直接研究自然現(xiàn)象本身，用相似的模型來研究現(xiàn)象本身，用相似的模型來研究實(shí)驗(yàn)原理靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology什么是模擬法？什么是模擬法？ 模擬法在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中有著極其廣泛的應(yīng)用模擬法在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中有著極其廣泛的應(yīng)用本質(zhì)本質(zhì): :用一種用一種易于實(shí)現(xiàn)、便于測(cè)量的物理狀態(tài)或過程易于實(shí)現(xiàn)、便于測(cè)量的物理狀態(tài)或過程, , 模擬不易實(shí)現(xiàn)的、不易測(cè)量的狀態(tài)和過程模擬

5、不易實(shí)現(xiàn)的、不易測(cè)量的狀態(tài)和過程為什么要采用模擬法？為什么要采用模擬法？ 在一些電子器件和設(shè)備中有時(shí)需要知道其中的電場(chǎng)分布，在一些電子器件和設(shè)備中有時(shí)需要知道其中的電場(chǎng)分布，一般都通過實(shí)驗(yàn)的方法來確定。一般都通過實(shí)驗(yàn)的方法來確定。但在直接測(cè)量靜電場(chǎng)時(shí)遇到很大困難，主要困難在于把探針但在直接測(cè)量靜電場(chǎng)時(shí)遇到很大困難，主要困難在于把探針伸入靜電場(chǎng)時(shí)，探針上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷，使伸入靜電場(chǎng)時(shí)，探針上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷，使原電場(chǎng)產(chǎn)生顯著原電場(chǎng)產(chǎn)生顯著的畸變的畸變，故實(shí)驗(yàn)時(shí)常用模擬方法來測(cè)量！，故實(shí)驗(yàn)時(shí)常用模擬方法來測(cè)量！模擬法靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of

6、 Science and Technology數(shù)學(xué)模擬：數(shù)學(xué)模擬：兩個(gè)不同本質(zhì)的物理過程，兩個(gè)不同本質(zhì)的物理過程， 用同一個(gè)數(shù)學(xué)方程來描述用同一個(gè)數(shù)學(xué)方程來描述模擬法分類模擬法分類物理模擬：物理模擬：相同的物理現(xiàn)象相同的物理現(xiàn)象/ /過程過程縮小或放大模擬再現(xiàn)縮小或放大模擬再現(xiàn)風(fēng)風(fēng)洞洞實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology中國(guó)航天事業(yè)奠基人中國(guó)航天事業(yè)奠基人 -錢學(xué)森錢學(xué)森靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technol

7、ogy航空聲學(xué)風(fēng)洞模型航空聲學(xué)風(fēng)洞模型上海交通大學(xué)徐匯校區(qū)錢學(xué)森圖書館靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology華東理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心華東理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心East China University of Science and Technology數(shù)學(xué)模擬：數(shù)學(xué)模擬：兩個(gè)不同本質(zhì)的物理過程，兩個(gè)不同本質(zhì)的物理過程， 用同一個(gè)數(shù)學(xué)方程來描述用同一個(gè)數(shù)學(xué)方程來描述模擬法分類模擬法分類物理模擬：物理模擬：相同的物理現(xiàn)象相同的物理現(xiàn)象/ /過程過程縮小或放大模擬再現(xiàn)縮小或放大模擬再現(xiàn)風(fēng)風(fēng)洞洞實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)靜

8、靜電電場(chǎng)場(chǎng)模模擬擬靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology模擬的條件模擬的條件 用穩(wěn)恒電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)的條件用穩(wěn)恒電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)的條件: :AB( 圖a)abbarrrrrUUlnlnrrrInUEabr1)/(穩(wěn)恒電流場(chǎng)中的電極形狀應(yīng)與被模擬的靜電場(chǎng)中的帶電穩(wěn)恒電流場(chǎng)中的電極形狀應(yīng)與被模擬的靜電場(chǎng)中的帶電體幾何形狀相同體幾何形狀相同穩(wěn)恒電流場(chǎng)中的導(dǎo)電介質(zhì)是不良導(dǎo)體且電導(dǎo)率分布均勻，穩(wěn)恒電流場(chǎng)中的導(dǎo)電介質(zhì)是不良導(dǎo)體且電導(dǎo)率分布均勻，并滿足電極電導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于介質(zhì)的電導(dǎo)率并滿足電極電導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于介質(zhì)的電導(dǎo)率

9、模擬所用電極系統(tǒng)與被模擬電極系統(tǒng)的邊界條件相同模擬所用電極系統(tǒng)與被模擬電極系統(tǒng)的邊界條件相同模擬方法的使用有一定的范圍模擬方法的使用有一定的范圍靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology直接測(cè)量量直接測(cè)量量間接測(cè)量物理量間接測(cè)量物理量: :場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)E,E,為矢量為矢量, ,不易不易測(cè)量測(cè)量直接測(cè)量物理量直接測(cè)量物理量: :電勢(shì)電勢(shì)U, U, 標(biāo)量標(biāo)量, ,容易容易測(cè)量測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)方向和電勢(shì)面垂直相交場(chǎng)強(qiáng)方向和電勢(shì)面垂直相交, ,從從 “+ +” 到到 “- -”靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East Ch

10、ina University of Science and Technology實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器 兩邊等臂兩邊等臂移動(dòng)移動(dòng)靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology操作步驟操作步驟坐標(biāo)紙固定好；坐標(biāo)紙固定好；2. 2. 調(diào)節(jié)兩個(gè)電極間電壓調(diào)節(jié)兩個(gè)電極間電壓 為；為；10.00v實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)過程中不能移動(dòng)不能移動(dòng)靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology好？好？電壓表法電壓表法C+-V檢流計(jì)法檢流計(jì)法G+-C等勢(shì)面的測(cè)量

11、方法等勢(shì)面的測(cè)量方法1.1.直接法（電壓表法）直接法（電壓表法）工作電壓設(shè)置工作電壓設(shè)置：將：將“直接、檢零直接、檢零”開關(guān)置于開關(guān)置于“直接直接”檔；檔；將將“測(cè)量、校正測(cè)量、校正”開關(guān)置于開關(guān)置于“校正校正”檔；檔；調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)“電壓調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)”旋鈕，使電表顯示旋鈕，使電表顯示10V。等勢(shì)面測(cè)量等勢(shì)面測(cè)量：將：將“測(cè)量、校正測(cè)量、校正”開關(guān)置于開關(guān)置于“測(cè)量測(cè)量”檔；檔；移動(dòng)探筆，尋找等勢(shì)點(diǎn)，并開始測(cè)量。移動(dòng)探筆，尋找等勢(shì)點(diǎn)，并開始測(cè)量。2.檢零法（檢流計(jì)法）檢零法（檢流計(jì)法）工作電壓設(shè)置工作電壓設(shè)置：同上：同上待測(cè)等勢(shì)面電勢(shì)設(shè)定待測(cè)等勢(shì)面電勢(shì)設(shè)定：“直接、檢零直接、檢零” 開關(guān)置于開關(guān)置于

12、“檢零檢零”檔檔 將將“設(shè)定、檢零設(shè)定、檢零” 開關(guān)置于開關(guān)置于“設(shè)定設(shè)定”檔；檔； 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)“設(shè)定調(diào)節(jié)設(shè)定調(diào)節(jié)”旋鈕調(diào)到所需的電勢(shì)值。旋鈕調(diào)到所需的電勢(shì)值。等勢(shì)面測(cè)量等勢(shì)面測(cè)量：將：將“設(shè)定、檢零設(shè)定、檢零” 開關(guān)置于開關(guān)置于“檢零檢零”檔；檔； 移動(dòng)探筆，尋找移動(dòng)探筆，尋找指示器指示為零指示器指示為零的點(diǎn)，并開始測(cè)量的點(diǎn)，并開始測(cè)量靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.1.用用電壓表法電壓表法測(cè)繪平行輸電線（模擬等量異號(hào)電荷）的等勢(shì)測(cè)繪平行輸電線（模擬等量異號(hào)電荷）的等勢(shì) 線簇（

13、線簇（1 1、3 3、5 5、7 7、9V9V）；）；2.2.用檢零法（用檢零法（檢流計(jì)檢流計(jì)法）測(cè)繪同軸電纜（模擬法）測(cè)繪同軸電纜（模擬點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷電場(chǎng)）電場(chǎng)） 的等勢(shì)線簇（的等勢(shì)線簇（1 1，3 3，5V5V）；）； 3.3.記錄記錄點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷各等勢(shì)點(diǎn)的坐標(biāo)，上機(jī)處理數(shù)據(jù)，觀察等勢(shì)圓各等勢(shì)點(diǎn)的坐標(biāo)，上機(jī)處理數(shù)據(jù)，觀察等勢(shì)圓 的擬合情況，記下各圓實(shí)測(cè)半徑的擬合情況，記下各圓實(shí)測(cè)半徑R RP P和圓心坐標(biāo)，并與理論和圓心坐標(biāo)，并與理論 半徑半徑R RT T 比較，計(jì)算百分誤差比較，計(jì)算百分誤差E E（）；（）；4.4.根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系，畫出電場(chǎng)線。（測(cè)繪等勢(shì)根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系，

14、畫出電場(chǎng)線。（測(cè)繪等勢(shì) 點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意點(diǎn)的分布情況，并描下電極位置）點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意點(diǎn)的分布情況，并描下電極位置） 靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology +-數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理:等量異號(hào)電荷等量異號(hào)電荷描繪出等勢(shì)描繪出等勢(shì)面及電場(chǎng)線面及電場(chǎng)線靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology數(shù)據(jù)處理：點(diǎn)電荷數(shù)據(jù)處理：點(diǎn)電荷畫一條曲線需要取畫一條曲線需要取8 8點(diǎn)點(diǎn)描繪出電勢(shì)面、電場(chǎng)線描繪出電勢(shì)面、電場(chǎng)線E EE Ea ab b讀出實(shí)驗(yàn)

15、點(diǎn)坐標(biāo)，輸入計(jì)算機(jī)，讀出實(shí)驗(yàn)點(diǎn)坐標(biāo)，輸入計(jì)算機(jī)，得到各等勢(shì)面半徑實(shí)驗(yàn)值得到各等勢(shì)面半徑實(shí)驗(yàn)值RpRp，圓心，圓心坐標(biāo)（坐標(biāo)（x x0 0, ,y y0 0).).如何評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)如何評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性？的準(zhǔn)確性？nnTbaR1理論值理論值arUUn %100TTpRRRE相對(duì)誤差相對(duì)誤差靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)1.1.掌握掌握“先定性觀察，后定量測(cè)量先定性觀察，后定量測(cè)量”的原則；的原則； 根據(jù)物理圖像以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)情根據(jù)物理圖像以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)情 況）來判

16、斷電勢(shì)的高低情況。況）來判斷電勢(shì)的高低情況。2. 2. 一定要注意探針與導(dǎo)電板的接觸良好，但移一定要注意探針與導(dǎo)電板的接觸良好，但移 動(dòng)探筆時(shí)應(yīng)將它提起動(dòng)探筆時(shí)應(yīng)將它提起，否則容易破壞導(dǎo)電層否則容易破壞導(dǎo)電層。3.3.對(duì)同一個(gè)等勢(shì)面盡量對(duì)同一個(gè)等勢(shì)面盡量從不同的方位找等勢(shì)點(diǎn)從不同的方位找等勢(shì)點(diǎn)。4.4.電壓值有一定的誤差，對(duì)平行輸電線等勢(shì)線的電壓值有一定的誤差，對(duì)平行輸電線等勢(shì)線的 定性測(cè)繪不需要很精確。定性測(cè)繪不需要很精確。靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology華東理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心華東理工大學(xué)

17、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心East China University of Science and TechnologyG+-CC+-V靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology測(cè)繪的兩種方法測(cè)繪的兩種方法一、檢流計(jì)法一、檢流計(jì)法測(cè)量同軸電纜測(cè)量同軸電纜G+-C二、電壓法二、電壓法平行輸電線平行輸電線C+-V通過實(shí)驗(yàn)來判斷兩種方法哪種方法好通過實(shí)驗(yàn)來判斷兩種方法哪種方法好檢流計(jì)一端設(shè)定檢流計(jì)一端設(shè)定為某一電壓值為某一電壓值另一端尋找另一端尋找電流零點(diǎn)電流零點(diǎn)電壓表一端電壓表一端設(shè)為設(shè)為0伏伏另一端尋找另一端尋找所需電

18、壓點(diǎn)所需電壓點(diǎn)此時(shí)檢流計(jì)此時(shí)檢流計(jì)應(yīng)顯示為何值？應(yīng)顯示為何值？此時(shí)電壓表此時(shí)電壓表應(yīng)顯示為何值？應(yīng)顯示為何值？靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology華東理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心華東理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心East China University of Science and TechnologyEab模擬模擬點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷同軸電纜同軸電纜 - 點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷模擬模擬靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology華東理工大學(xué)

19、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心華東理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心East China University of Science and Technology59731模擬模擬等量異號(hào)電荷等量異號(hào)電荷平行輸電線平行輸電線-等量異號(hào)電荷等量異號(hào)電荷模擬模擬靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology陰極射線示波器陰極射線示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology是一種常用的實(shí)驗(yàn)儀器是一種常用的實(shí)驗(yàn)儀器, ,它常它常用來顯示電信號(hào)隨時(shí)間變化

20、的情況。用來顯示電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況。靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technologyn電子射線示波器是常用的電子儀器之一電子射線示波器是常用的電子儀器之一n它可以將它可以將電壓隨時(shí)間的變化電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律顯示在熒光屏上，規(guī)律顯示在熒光屏上，以便研究它的大小、頻率、位相和其它的變化規(guī)律，以便研究它的大小、頻率、位相和其它的變化規(guī)律，還可以用來顯示兩個(gè)相關(guān)的電學(xué)量之間的函數(shù)關(guān)系還可以用來顯示兩個(gè)相關(guān)的電學(xué)量之間的函數(shù)關(guān)系n示波器已成為測(cè)量電學(xué)量以及研究可轉(zhuǎn)化為電壓變示波器已成為測(cè)量電學(xué)量以及研究可轉(zhuǎn)化為電壓變

21、化的其它化的其它非電學(xué)物理量非電學(xué)物理量的重要工具之一的重要工具之一 靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解示波器的結(jié)構(gòu)和工作原理了解示波器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.掌握示波器、信號(hào)發(fā)生器和函數(shù)發(fā)生掌握示波器、信號(hào)發(fā)生器和函數(shù)發(fā)生 器的作用和使用方法器的作用和使用方法3.利用示波器進(jìn)行不同信號(hào)的測(cè)量，并利用示波器進(jìn)行不同信號(hào)的測(cè)量，并 掌握測(cè)量后的數(shù)據(jù)處理掌握測(cè)量后的數(shù)據(jù)處理靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and T

22、echnology實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology1 1、電子槍：發(fā)射并加速電子、電子槍：發(fā)射并加速電子2 2、豎直偏轉(zhuǎn)電極：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)（加信號(hào)電壓）、豎直偏轉(zhuǎn)電極：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)（加信號(hào)電壓）3 3、水平偏轉(zhuǎn)電極：使電子束水平偏轉(zhuǎn)（加掃描電壓）、水平偏轉(zhuǎn)電極：使電子束水平偏轉(zhuǎn)（加掃描電壓）示波管示意圖示波管示意圖靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology Y X燈燈絲絲陽極陽極陰極陰極

23、柵極柵極熒光屏熒光屏示波管結(jié)構(gòu)示意圖示波管結(jié)構(gòu)示意圖電子電子Y相偏轉(zhuǎn)相偏轉(zhuǎn)X相掃描相掃描圖形圖形加速加速直線直線光點(diǎn)光點(diǎn)電子束電子束1 1、電子槍：發(fā)射并加速電子、電子槍：發(fā)射并加速電子2 2、豎直偏轉(zhuǎn)電極：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)（加信號(hào)電壓）、豎直偏轉(zhuǎn)電極：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)（加信號(hào)電壓）3 3、水平偏轉(zhuǎn)電極：使電子束水平偏轉(zhuǎn)（加掃描電壓）、水平偏轉(zhuǎn)電極：使電子束水平偏轉(zhuǎn)（加掃描電壓）靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology聲、光、溫度等物理量的變化通過傳感聲、光、溫度等物理量的變化通過傳感器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)器轉(zhuǎn)化

24、成電信號(hào)（加在加在X和和Y偏轉(zhuǎn)板間偏轉(zhuǎn)板間）的的變化，再用示波器研究變化，再用示波器研究示波器的基本原理是帶電粒子在電場(chǎng)力示波器的基本原理是帶電粒子在電場(chǎng)力（X和和Y偏轉(zhuǎn)板間偏轉(zhuǎn)板間）的作用下加速和偏轉(zhuǎn)）的作用下加速和偏轉(zhuǎn)靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：+-+v0yL試分析帶電粒子的受力和運(yùn)動(dòng)情況試分析帶電粒子的受力和運(yùn)動(dòng)情況帶電粒子作類平拋運(yùn)動(dòng)：帶電粒子作類平拋運(yùn)動(dòng)：(1)(1) 在平行于極板的方在平行于極板的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)：向做勻速直線運(yùn)動(dòng)： (2)(2)

25、在垂直于極板的方向做初在垂直于極板的方向做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)：速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)：tvl0221aty mdqUmFa靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology示波器顯示波形的原理示意圖示波器顯示波形的原理示意圖 如果只在豎直偏轉(zhuǎn)板上如果只在豎直偏轉(zhuǎn)板上（Y軸軸）加一交變的正弦電壓，則電子束加一交變的正弦電壓，則電子束的亮點(diǎn)將隨電壓的變化在豎直方的亮點(diǎn)將隨電壓的變化在豎直方向來回運(yùn)動(dòng)，如果電壓頻率較高，向來回運(yùn)動(dòng)，如果電壓頻率較高，將是一條豎直亮線。如左圖所示。將是一條豎直亮線。如左圖所示。 要顯

26、示出波形，必須同時(shí)在水平偏轉(zhuǎn)板上要顯示出波形，必須同時(shí)在水平偏轉(zhuǎn)板上(X軸軸)加一個(gè)掃描電壓。掃描電壓隨時(shí)間變加一個(gè)掃描電壓。掃描電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線形同化的關(guān)系曲線形同“鋸齒鋸齒”故稱故稱“鋸齒波電鋸齒波電壓壓”，如右圖所示。產(chǎn)生鋸齒波電壓的電路，如右圖所示。產(chǎn)生鋸齒波電壓的電路在圖中用在圖中用“掃描電路掃描電路”方框表示。當(dāng)只有鋸方框表示。當(dāng)只有鋸齒波電壓加在水平偏轉(zhuǎn)板上，如果頻率足夠齒波電壓加在水平偏轉(zhuǎn)板上，如果頻率足夠高，則會(huì)在熒光屏上顯示一條水平亮線。高，則會(huì)在熒光屏上顯示一條水平亮線。 靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Sci

27、ence and Technology示波器顯示波形的原理示意圖示波器顯示波形的原理示意圖如果如果Y軸加正弦電壓，同時(shí)在軸加正弦電壓，同時(shí)在X軸加鋸齒波電壓，電子同時(shí)受軸加鋸齒波電壓，電子同時(shí)受Y、X兩個(gè)方向的力的作用，則電子的運(yùn)動(dòng)為兩相互垂直的運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方向的力的作用，則電子的運(yùn)動(dòng)為兩相互垂直的運(yùn)動(dòng)的合成。當(dāng)鋸齒波電壓與正弦電壓變化的合成。當(dāng)鋸齒波電壓與正弦電壓變化周期相等時(shí)，在熒光屏周期相等時(shí)，在熒光屏上將能顯示出一個(gè)完整的正弦電壓的波形圖上將能顯示出一個(gè)完整的正弦電壓的波形圖靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Tec

28、hnology同步作用同步作用 XYNff 被測(cè)信號(hào)頻率:Yf掃描信號(hào)頻率:Xf顯示穩(wěn)定波形的條件：顯示穩(wěn)定波形的條件： 掃描電壓周期應(yīng)為被測(cè)信號(hào)周期的整數(shù)倍，掃描電壓周期應(yīng)為被測(cè)信號(hào)周期的整數(shù)倍， 即即 Tx=nTy （ n=1，2，3 ） Tx=2Ty時(shí)合成的圖形時(shí)合成的圖形 Tx=3Ty時(shí)合成的圖形時(shí)合成的圖形 靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology示波器的主要應(yīng)用：示波器的主要應(yīng)用：觀察各種波形觀察各種波形測(cè)量頻率測(cè)量頻率測(cè)量電壓測(cè)量電壓比較相位等比較相位等李薩如圖形李薩如圖形沿沿Y軸方向的簡(jiǎn)諧

29、運(yùn)動(dòng)與沿軸方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與沿X軸方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成的軸方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成的一種合運(yùn)動(dòng)一種合運(yùn)動(dòng)將出現(xiàn)穩(wěn)定的封閉曲線將出現(xiàn)穩(wěn)定的封閉曲線 靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology 如果如果X、Y偏轉(zhuǎn)板上加的電信號(hào)都是正弦波，當(dāng)偏轉(zhuǎn)板上加的電信號(hào)都是正弦波，當(dāng)fx和和fy之比之比為整數(shù)比時(shí)，電子束受到它們的合作用，光點(diǎn)將會(huì)描繪出特定為整數(shù)比時(shí)，電子束受到它們的合作用，光點(diǎn)將會(huì)描繪出特定的圖形的圖形李薩如圖形。左圖描繪的是李薩如圖形。左圖描繪的是 的兩個(gè)正弦的兩個(gè)正弦波電訊號(hào)合成的李薩如圖形。波電訊號(hào)合成的李薩

30、如圖形。 12fxfy 靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology24434547223012 相同頻率不同相位時(shí)的李薩如圖形相同頻率不同相位時(shí)的李薩如圖形 應(yīng)用應(yīng)用1：利用李薩如圖比較兩個(gè)信號(hào)之間的相位差：利用李薩如圖比較兩個(gè)信號(hào)之間的相位差： 李薩如圖形：李薩如圖形：沿沿Y軸方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與沿軸方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與沿X軸方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成的軸方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成的一種合運(yùn)動(dòng)。一種合運(yùn)動(dòng)。靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technol

31、ogy應(yīng)用應(yīng)用2：利用李薩如圖形測(cè)定未知信號(hào)的頻率利用李薩如圖形測(cè)定未知信號(hào)的頻率xyyxffNN公式：公式：xyxyfNNf式中的式中的 xN、yN分別為李薩如圖形與分別為李薩如圖形與X、Y軸的切點(diǎn)數(shù)。軸的切點(diǎn)數(shù)。 設(shè)將未知頻率設(shè)將未知頻率fy的電壓的電壓Uy和已知頻率和已知頻率fx的電壓的電壓Ux（均為正弦（均為正弦電壓）分別送到示波器的電壓）分別送到示波器的Y軸和軸和X軸，則由于兩個(gè)電壓的頻率、軸，則由于兩個(gè)電壓的頻率、振幅和相位的不同，在熒光屏上將顯示各種不同波形振幅和相位的不同，在熒光屏上將顯示各種不同波形一般得不到穩(wěn)定的圖形，但當(dāng)兩電壓的頻率成簡(jiǎn)單整數(shù)比一般得不到穩(wěn)定的圖形，但當(dāng)兩

32、電壓的頻率成簡(jiǎn)單整數(shù)比時(shí)，將出現(xiàn)穩(wěn)定的封閉曲線，稱為李薩如圖形。根據(jù)這個(gè)圖形時(shí)，將出現(xiàn)穩(wěn)定的封閉曲線，稱為李薩如圖形。根據(jù)這個(gè)圖形可以確定兩電壓的頻率比，從而確定待測(cè)頻率的大小可以確定兩電壓的頻率比，從而確定待測(cè)頻率的大小靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology0202102121:TT2:13:13:2442243838不同相位差時(shí)的李薩如圖形f1:f2靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology面板上旋鈕或開關(guān)的功能

33、面板上旋鈕或開關(guān)的功能 按下電源開關(guān)（按下電源開關(guān)（POWER）鍵，電源接通后無信號(hào)輸）鍵，電源接通后無信號(hào)輸入時(shí)，屏幕上應(yīng)出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)或一條掃描橫線。若無，入時(shí)，屏幕上應(yīng)出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)或一條掃描橫線。若無，則需先將亮度調(diào)節(jié)（則需先將亮度調(diào)節(jié)（INTENSITY）旋大，然后適當(dāng)）旋大，然后適當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)Y軸和軸和X軸位移（軸位移（POSITION），使屏幕中央出），使屏幕中央出現(xiàn)亮點(diǎn)或一條橫線?，F(xiàn)亮點(diǎn)或一條橫線。 觸發(fā)電平控制觸發(fā)電平控制靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology如果是將信號(hào)輸入示波器的如果是將

34、信號(hào)輸入示波器的CH1通道，則相應(yīng)要將示通道，則相應(yīng)要將示波器的波器的Y軸顯示模式開關(guān)（軸顯示模式開關(guān)（MODE）置于）置于CH1位置。位置。聚焦調(diào)節(jié)聚焦調(diào)節(jié) 掃速選擇開關(guān)掃速選擇開關(guān)（微調(diào)）（微調(diào)） 選擇開關(guān)選擇開關(guān)（微調(diào)）（微調(diào)）工作方式選擇開關(guān)工作方式選擇開關(guān)CH1、 CH2靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器靜電場(chǎng)測(cè)繪和示波器East China University of Science and Technology顯示屏讀數(shù)方法顯示屏讀數(shù)方法 在顯示屏上，水平方向在顯示屏上，水平方向X軸有軸有10格刻度，垂直方向格刻度，垂直方向Y軸有軸有8格刻格刻度這里的一格刻度讀做一標(biāo)度，用度這里的一格刻度讀做一

35、標(biāo)度，用div表示根據(jù)被測(cè)波形垂表示根據(jù)被測(cè)波形垂直方向直方向(或水平方向或水平方向)所占有的標(biāo)度數(shù)，乘以垂直輸入靈敏度開所占有的標(biāo)度數(shù)，乘以垂直輸入靈敏度開關(guān)所在檔位的關(guān)所在檔位的Vdiv數(shù)數(shù)(或水平方向或水平方向tdiv)，得出的積便是測(cè)量，得出的積便是測(cè)量結(jié)果。結(jié)果。Y軸使用軸使用10：1衰減探頭的話還需再乘衰減探頭的話還需再乘10。 例如測(cè)電壓峰例如測(cè)電壓峰峰值時(shí)，峰值時(shí)，Vdiv檔用檔用01Vdiv，輸入端用，輸入端用了了10 ： l衰減探頭，則衰減探頭，則Vpp01VdivN div10NV，tdiv檔為檔為2msdiv，則波形的周期：，則波形的周期：T2msdivN divN ms。旋鈕分布旋鈕分布示波器是以數(shù)字座標(biāo)為基礎(chǔ)來顯示波形的通常以示波器是以數(shù)字座標(biāo)為基礎(chǔ)來顯示波形的通常以X軸表示時(shí)軸表示時(shí)間間，Y軸表示幅度軸表示幅度因而在上圖中，面板左半部以中線為界，因而