Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.2) - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

14
поверхности, а частично превращается в световую энергию. Электрон, попадая
на поверхность, покрытую флуоресцирующим слоем, приводит в возбужденное
состояние атомы и молекулы этого слоя. Возвращаясь в нормальное состояние,
атомы и молекулы испускают свет. Это явление носит название люминесценции.
Яркость свечения пятна на экране электронно -лучевой трубки зависит от
скорости и числа электронов, падающих на элемент площади экрана за некоторый
промежуток времени . Регулировать яркость пятна на экране можно , либо меняя
количество электронов в электронном луче , либо меняя скорость электронов.
Напряжения на управляющем электроде , первом и вторым анодах , с
помощью которых можно изменять яркость и фокус электронного луча ,
регулируются делителями напряжения R
1
,R
2
и R
3
, к которым подводится
высокое постоянное напряжение от блока питания (см. рис.1).
Другим важным элементом электронно -лучевого осциллографа является
генератор развертки.
Генератор развертки представляет собой радиотехническое устройство ,
позволяющее перемещать электронный луч вдоль горизонтальной оси с
постоянной скоростью (V=const.) Предположим, что в момент времени
t
0
к
горизонтально отклоняющим пластинам П
х
(в электронно -лучевой трубке они
расположены вертикально ) приложено напряжение, линейно изменяющееся со
временем. Тогда светящееся пятно будет двигаться по экрану со скоростью
V=const в этом же направлении. Это напряжение называют напряжением
развертки U
р.
Если в этот же момент времени t
0
к вертикально отклоняющим
пластинам
П
у
(в электронно -лучевой трубке они расположены горизонтально )
подключить исследуемое переменное напряжение U(t) , имеющее периодический
характер, то на экране получится кривая зависимости напряжения от времени в
интервале времени от t
1
до t
2
, где t
2
- момент времени , когда пятно достигает края
экрана. Так как U(t) -периодическая функция с периодом T=t
1
-t
0
, то на экране
будет виден один период изменения величины U(t) (рис.3).Если заставить луч в
момент времени t
1
мгновенно возвратиться в исходное состояние (точку А,
соответствующую времени
t
0
) и повторить
развертку с V=const до точки В
(соответствующей времени t
1
), мы увидим
на экране второй период изменения
величины U(t).
Таким образом, смещая луч от точки А до
точки В вдоль горизонтальной оси с V=const
, а потом мгновенно возвращая его от В в А
и повторяя такую развертку многократно ,
мы сможем увидеть на экране неподвижную
картину U(t) в течение одного периода , если
T=t
1
-t
0
.
Если же
nT=t
1
-t
0
, где
n
- целое
число , то на экране мы получим n периодов
изменения величины U(t).
t
0
А
В
t
1
Рис. 3 
                                                     14
по ве р х но с т и , а час т и чно пр е вр ащ ае т с я в с ве т о вую эне р ги ю. Э ле к т р о н, по падая
на по ве р х но с т ь, по к р ы т ую флуо р е с ци р ующ и м с ло е м , пр и во ди т в во збуж де нно е
с о с т о яни е ат о м ы и м о ле к улы эт о го с ло я. Во звр ащ аяс ь в но р м ально е с о с т о яни е ,
ат о м ы и м о ле к улы и с пус к ают с ве т . Э т о явле ни е но с и т названи е люм и не с це нци и .
          Я р к о с т ь с ве че ни я пят на на эк р ане эле к т р о нно -луче во й т р убк и зави с и т о т
с к о р о с т и и чи с ла эле к т р о но в, падающ и х на эле м е нт пло щ ади эк р ана за не к о т о р ы й
пр о м е ж ут о к вр е м е ни . Ре гули р о ват ь яр к о с т ь пят на на эк р ане м о ж но , ли бо м е няя
к о ли че с т во эле к т р о но в в эле к т р о нно м луче , ли бо м е няяс к о р о с т ь эле к т р о но в.
          Напр яж е ни я на упр авляющ е м эле к т р о де , пе р во м и вт о р ы м ано дах , с
по м о щ ью к о т о р ы х м о ж но и зм е нят ь яр к о с т ь и фо к ус эле к т р о нно го луча,
р е гули р уют с я де ли т е лям и напр яж е ни я R1,R2 и R3, к к о т о р ы м по дво ди т с я
вы с о к о е по с т о янно е напр яж е ни е о т бло к а пи т ани я(с м . р и с .1).
          Д р уги м важ ны м эле м е нт о м эле к т р о нно -луче во го о с ци лло гр афа являе т с я
ге не р ат о р р азве р т к и .
Г е не р ат о р р азве р т к и пр е дс т авляе т с о бо й р ади о т е х ни че с к о е ус т р о йс т во ,
по зво ляющ е е пе р е м е щ ат ь эле к т р о нны й луч вдо ль го р и зо нт ально й о с и с
по с т о янно й с к о р о с т ью (V=const.) Пр е дпо ло ж и м , чт о в м о м е нт вр е м е ни t0 к
го р и зо нт ально о т к ло няющ и м плас т и нам Пх (в эле к т р о нно -луче во й т р убк е о ни
р ас по ло ж е ны ве р т и к ально ) пр и ло ж е но напр яж е ни е , ли не йно и зм е няющ е е с я с о
вр е м е не м . Т о гда с ве т ящ е е с я пят но буде т дви гат ьс я по эк р ану с о с к о р о с т ью
V=const в эт о м ж е напр авле ни и . Э т о напр яж е ни е назы вают напр яж е ни е м
р азве р т к и Uр . Ес ли в эт о т ж е м о м е нт вр е м е ни t0 к ве р т и к ально о т к ло няющ и м
плас т и нам Пу (в эле к т р о нно -луче во й т р убк е о ни р ас по ло ж е ны го р и зо нт ально )
по дк лючи т ь и с с ле дуе м о е пе р е м е нно е напр яж е ни е U(t) , и м е ющ е е пе р и о ди че с к и й
х ар ак т е р , т о на эк р ане по лучи т с я к р и вая зави с и м о с т и напр яж е ни я о т вр е м е ни в
и нт е р вале вр е м е ни о т t1 до t2 , где t2-м о м е нт вр е м е ни , к о гда пят но до с т и гае т к р ая
эк р ана. Т ак к ак U(t) -пе р и о ди че с к ая функ ци я с пе р и о до м T=t1-t0, т о на эк р ане
буде т ви де н о ди н пе р и о д и зм е не ни я ве ли чи ны U(t) (р и с .3).Ес ли зас т ави т ь лучв
м о м е нт вр е м е ни t1 м гно ве нно во звр ат и т ьс я в и с х о дно е с о с т о яни е (т о чк у А ,
                                                    с о о т ве т с т вующ ую вр е м е ни t0) и по вт о р и т ь
                                                    р азве р т к у с         V=const до          т о чк и    В
                                                    (с о о т ве т с т вующ е й вр е м е ни t1), м ы уви ди м
                                                    на эк р ане вт о р о й пе р и о д и зм е не ни я
        А                                           ве ли чи ны U(t).
                                        В
                                                    Т ак и м о бр азо м , с м е щ ая луч о т т о чк и А до
           t0                            t1         т о чк и В вдо льго р и зо нт ально й о с и с V=const
                                                    , а по т о м м гно ве нно во звр ащ ая е го о т В в А
                                                    и по вт о р яя т ак ую р азве р т к у м но го к р ат но ,
                                                    м ы с м о ж е м уви де т ьна эк р ане не по дви ж ную
                                                    к ар т и нуU(t) в т е че ни е о дно го пе р и о да, е с ли
                                                    T=t1-t0. Ес ли ж е nT=t1-t0, где n-це ло е
                         Ри с . 3                   чи с ло , т о на эк р ане м ы по лучи м n пе р и о до в
                                                    и зм е не ни яве ли чи ны U(t).

Страницы