示波器的原理是高中物理比较难把握的内容之一,学生不能了解的原因是学生没有了解示波器为什么可以直接调查电信号随时刻改变,扫描原理及扫描频率与完好波形的联系,针对以上几个问题笔者规划以下教育进程,实践证明教育效果很好,现笔者总结如下,期望对同学有所启示。
1.为了让学生弄懂原理笔者采纳类比的办法,先依据以下设备规划一些问题,并现场演示所规划的问题。
设备,如图1,把漏斗吊在支架上,下方放一块硬纸板,纸板上画一条直线,漏斗静止不动时正好在纸板的正上方,在漏斗里装满细沙。
问:纸板不动,只要沙斗摇摆看到什么现象?
答:看到笔直的直线。
问:纸板沿匀速运动,沙摆不动看到什么现象?
答:看到沿的直线。
问:沙摆摇摆一起纸板沿匀速运动,看到什么现象?
答:看到正弦或余弦图,即单摆的振荡图画。由于沿移动的位移除以速度即为时刻。
问:以纸板为参照物沙摆怎样运动?
答:沙摆一起参加两个方向的运动,即笔直方向的简谐运动和沿方向的匀速直线运动。
问:假如纸板不动怎样得到相同的图形?
答:沙摆摇摆一起,使沙摆沿方向做匀速直线运动。
问:纸板长度必定,怎样使纸条上正好得到一副完好的正弦(余弦)图?二副完好的正弦或余弦图?三副完好的正弦或余弦图?
答:设纸板的长度必定,纸板从始点运动到结尾时刻为纸条运动周期,若纸板运动周期是沙摆振荡周期一倍正好得到一副完好的正弦或余弦图,若纸板运动周期是沙摆振荡周期二倍正好得到二副完好的正弦或余弦图,若纸板运动周期是沙摆振荡周期三倍正好得到三副完好的正弦或余弦图。
弥补:纸板运动的周期是沙摆周期的n倍就在纸板条上得到n个完好的正弦(余弦)波形。或沙摆频率是纸板频率n倍就在纸板上得到n个完好的正弦(余弦)波形。
2.示波器作业原理与沙摆相似,它的作业原理可等效成下列状况:如图2,真空室中电极K宣布电子通过加快电场后,由小孔沿水平金属板间的中心线射入板中。在两板间加上如图3所示的正弦沟通电压,竖直偏转位移与偏转电压的联系,在两极板右侧且与右侧相距必定间隔与两板中心线(图中虚线)笔直的荧光屏,中心线正好与屏上坐标原点相交。
假如前半个周期内B板的电势高于A板的电势,电场悉数会集在两板之间,且散布均匀。在每个电子通过极板的时刻内,电场视作稳定的,电子在竖直方向按正弦规则上下移动。
问:荧光屏不动,只在竖直方向加正弦电压看到什么现象?
答:看到沿y轴的一条直线。由于视觉暂留和荧光物质的残光特性,电子打的径迹可显示出来。
当第一个电子抵达坐标原点时,使屏以速度v沿负x方向运动,每通过必定时刻后,在一个极短的时刻内它跳回到初始方位,然后重新做相同的匀速运动。
问:在y轴上不加电压,使屏以速度v沿负x方向运动看到什么现象?
答:水平直线
问:在竖直方向加正弦电压,一起使屏以速度v沿负x方向运动,看到什么现象?
答:看到正弦图,这样荧光屏上亮斑的方位改变就反映了所加电信号的改变规则。由于沿x轴移动的位移除以速度即为时刻。