电子枪偏转电极和荧光屏组成.ppt

示波器的奥秘,你想知道他们的主要结构是怎样的吗？,如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带负电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从负极板向正极板运动，到达正板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）,一、加速电场模型带电粒子的加速,1、受力分析:,水平向右的电场力FEq=qU/d,2、运动分析:,初速度为零，加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动。,如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带负电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从负极板向正极板运动，到达正板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）,一、带电粒子的加速,解法一运用运动学知识求解,如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）,一、带电粒子的加速,解法二运用能量知识求解,如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？,由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，第二种方法仍适用！,思考:,若粒子的初速度为零,则:,若粒子的初速度不为零,则:,讨论：“加速电场”只能产生加速效果吗？,所以,如图所示,从灯丝逸出的电子,其速度可以认为是零,那么电子通过A板小孔时的动能为eV,通过B板小孔时的动能为eV,打到C板时的动能为eV,45,45,15,加速,匀速,减速,结论：由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的加速问题时，一般都是利用动能定理进行处理。,示波器的结构模型,如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y，板间距离为d。在两板间加以电压U，一电荷量为q质量为m的带电粒子从极板中央以水平速度v0射入电场。试分析带电粒子在电场中的运动情况。(不计粒子的重力),二、偏转电场模型（类平抛）带电粒子的偏转,1、受力分析：,2、运动模型分析:,粒子受到竖直向下的电场力FEq=qU/d,粒子作类平抛运动。,x方向：匀速直线运动,Y方向：初速度为零的匀加速直线运动,v0,离开电场时的偏转角：,离开电场时偏转量：,推论:粒子从偏转电场中射出时,其速度反向延长线与初速度方向交一点,此点平分沿初速度方向的位移,粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动,结论：带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题,粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动,需要考虑重力，对比重力与电场力的大小关系,L,带负电的油滴穿过电场，有可能做什么运动呢？,如图所示，在真空中竖直放置一对金属板x和x,加电压U1;水平放置一对金属板Y和Y，板间距离为d。加电压U2，一电荷量为-q质量为m的带电粒子从x极板由静止出发。试分析带电粒子的运动情况。(不计粒子的重力),+,_,三、加速和偏转一体,L,v0,加速,偏转,三、加速和偏转一体,+,_,v,L,v0,加速,偏转,电荷经加速电场加速后进入偏转电场,通过加速电场的末速度为进入偏转电场的初速度,带电粒子的偏移量和偏转角由系统决定,而与粒子的质量、电荷量（q/m）无关,如图所示,初速度为零的电子在电势差为U1的电场中加速后,垂直进入电势差为U2的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下,下列四种情况中,一定能使电子的偏转角度变大的是()A.U1变大,U2变大B.U1变小,U2变大C.U1变大,U2变小D.U1变小,U2变小,B,一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距d=1.0cm,板长l=5.0cm,那么,要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压.,偏转电压越高,偏转量就越大.,设电子刚好能从极板边缘飞出.即这时偏转量最大等于d/2,所加电压为最大值.,如图所示,初速度为零的粒子和电子在电势差为U1的电场中加速后,垂直进入电势差为U2的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下,正确的说法是()A.粒子的偏转量大于电子的偏转量B.粒子的偏转量小于电子的偏转量C.粒子的偏转角大于电子的偏转角D.粒子的偏转角等于电子的偏转角,D,带电粒子的偏移量由系统决定,而与粒子的质量、电荷量无关,设偏转极板长为l=1.6cm,两板间的距离为d=0.50cm,偏转板的右端距屏L=3.2cm,若带粒子的质量为1.6X10-10kg,以20m/s的初速度垂直电场方向进入偏转电场,两偏转板间的电压是8.0X103V,若带电粒子打到屏上的点距原射入方向的距离是2.0cm,求这带电粒子所带电荷量(不计空气阻力和重力).,V0,2.0cm,y,l,L,偏转,匀速直线运动,V1,Y,Y,X,X,-,+,-,-,+,-,若金属平行板水平放置,电子将在竖直方向发生偏转,若金属平行板竖直放置,电子将在水平方向发生偏转,偏转电极的不同放置方式,电子枪,示波管的构造,荧光屏,四、示波器,1、作用：观察电信号随时间变化的情况,2、组成：示波管（内部是真空的）、电子枪、偏转电极和荧光屏组成。,1.如果在电极XX之间不加电压,但在YY之间加不变的电压,使Y的电势比Y高(有时说这种情况是”Y正、Y负”),电子束运动过程中受哪个方向的力?电子将打在荧光屏的什么位置?,1.如果在YY之间不加电压,而在XX之间加不变的电压,(X正、X负),电子将打在荧光屏的什么位置?,2.如果在XX之间不加电压,而在YY之间所加的电压按图所示的规律随时间变化，在荧光屏会看到什么图形？,Uy,t,3.如果YY之间的电压仍然如图所示，而在XX之间加不变的电压(X正、X负”),在荧光屏会看到什么图形？,Uy,t,3.如果YY之间的电压仍然如图所示，而在XX之间加不变的电压(X负、X正),在荧光屏会看到什么图形？,U