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1、模模 拟拟 示示 波波 器器 的的 使使 用用物理实验基本器具的使用：物理实验基本器具的使用：引言 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。示波器利用狭窄的、高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏幕上，就可以产生细小的光点。功能：测量电信号的电压、频率等分类：模拟示波器和数字示波器实验目的 1.了解示波器的基本使用2.掌握用示波器测量波的频率与峰值的方法3.学会用李萨如图测量频率实验原理一、模拟示波器的结构一、模拟示波器的结构电子枪电子枪偏转系统偏转系统荧光屏荧光屏实验原理 电子枪：发射电子并形成很细的高速电子束 n灯丝通电后加热阴极发射电子。n控制栅极上加有比阴极更低的负电压，用来控制阴
2、极发射的电子数，从而控制荧光屏上显示光点的亮度（辉度）。n第一阳极和第二阳极加有直流电压，使电子在电场作用下加速，并具有静电透镜的作用，能把电子束会聚成一点（聚焦）。灯丝灯丝阴极阴极控制栅极控制栅极 第一阳极第一阳极第二阳极第二阳极实验原理偏转系统：控制电子束在垂直方向和水平方向偏转n在偏转板上加以适当电压，电子束通过时，其运动方向发生偏转，从而使电子束在荧光屏上的光斑位置也发生改变。n容易证明，光点在荧光屏上偏移的距离与偏转板上所加的电压成正比。因而可将电压的测量转化为屏上的光斑偏离距离的测量，这就是示波器测量电压的原理。UY实验原理二、示波器显示波形原理示波器显示波形原理n只在竖直偏转板（
3、Y轴）上加一正弦电压的情形实验原理n要能够显示波形，必须在水平偏转板（X轴）上加一扫描电压实验原理实验原理实验原理李萨如图形：沿李萨如图形：沿Y轴方向的正弦运动与沿轴方向的正弦运动与沿X轴方向的正弦振轴方向的正弦振 动合成的一种合运动。动合成的一种合运动。n当两者的频率成简单的整数倍关系时，荧光屏上就显示一稳定的封闭的曲线所构成的李萨如图形。nnx、ny分别表示李萨如图形与外切水平线及外切垂直线的切点数，则其切点数与正弦波频率之间有如下关系：仪器用具仪器用具 n双通道模拟示波器一台；信号发生器一台实验内容实验内容 1.观察电压波形观察电压波形：将信号发生器的正弦波和方波电压(调为4.00V，1
4、KHz)先后输入示波器的Y通道(Y1或Y2)。2.测电压、频率：测电压、频率：用示波器验证1KHz、4.00V（有效值）交流电压的峰峰值和频率f。实验内容实验内容 3.用李萨如图法测量频率：用李萨如图法测量频率：信号发生器提供一个未知信号，作为X通道的输入。信号发生器提供一个可设置的信号，作为Y通道的输入。通过对Y通道信号频率的调整，获得李莎茹图形，通过李莎图测得X通道信号的频率。注意事项：n测量电压和频率时，Y通道偏转因数选择开关微调和扫描时间因数选择开关的微调旋钮要打在CAL校准的位置上，否则测量不准确。n得到李莎茹图形，需要将信号的输入控制端打到X-Y的位置上。考查题考查题 n1.示波器的扫描频率远大于过小于Y轴正弦波信号的频率时，屏上的图形是什么情况？n2.示波器上的正弦波形不断的向右跑或向左跑，这是为什么？什么情况向左？什么情况向右？应调节那个旋钮使其尽量稳定？参考书 1、朱孝义主编，大学物理实验教程M.北京：科学出版社，20072、刘少杰，大学基础物理实验电磁学分册M.天津：南开大学出版社，2002