突破示波器几个重难点的方法

　　1．为了让学生弄懂原理笔者采取类比的方法，先根据以下装置设计一些问题，并现场演示所设计的问题。

　　装置，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，只有沙斗摆动看到什么现象？

　　答：看到垂直的直线。

　　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：沙摆摆动同时纸板沿匀速运动，看到什么现象？

　　答：看到正弦或余弦图，即单摆的振动图像。因为沿移动的位移除以速度即为时间。

　　问：以纸板为参照物沙摆怎样运动？

　　答：沙摆同时参与两个方向的运动，即垂直方向的简谐运动和沿方向的匀速直线运动。

　　问：如果纸板不动怎样得到相同的图形？

　　答：沙摆摆动同时，使沙摆沿方向做匀速直线运动。

　　问：纸板长度一定，怎样使纸条上正好得到一副完整的正弦（余弦）图？二副完整的正弦或余弦图？三副完整的正弦或余弦图？

　　答：设纸板的长度一定，纸板从始点运动到终点时间为纸条运动周期，若纸板运动周期是沙摆振动周期一倍正好得到一副完整的正弦或余弦图，若纸板运动周期是沙摆振动周期二倍正好得到二副完整的正弦或余弦图，若纸板运动周期是沙摆振动周期三倍正好得到三副完整的正弦或余弦图。

　　补充：纸板运动的周期是沙摆周期的n倍就在纸板条上得到n个完整的正弦（余弦）波形。或沙摆频率是纸板频率n倍就在纸板上得到n个完整的正弦（余弦）波形。

　　2．示波器工作原理与沙摆类似，它的工作原理可等效成下列情况：如图2，真空室中电极K发出电子经过加速电场后，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所示的正弦交流电压，竖直偏转位移与偏转电压的关系，在两极板右侧且与右侧相距一定距离与两板中心线（图中虚线）垂直的荧光屏，中心线正好与屏上坐标原点相交。

　　如果前半个周期内B板的电势高于A板的电势，电场全部集中在两板之间，且分布均匀。在每个电子通过极板的时间内，电场视作恒定的，电子在竖直方向按正弦规律上下移动。

　　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。

　　当第一个电子到达坐标原点时，使屏以速度v沿负x方向运动，每经过一定时间后，在一个极短的时间内它跳回到初始位置，然后重新做同样的匀速运动。

　　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，同时使屏以速度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位置变化就反映了所加电信号的变化规律。因为沿x轴移动的位移除以速度即为时间。