Движение электронов в равномерном электрическом поле. Принцип работы электронного осциллографа

Электрон, пройдя расстояние от катода К до узкого отверстия в аноде А (рис. 4 а), под действием ускоряющего напряжения U увеличивает свою кинетическую энергию на величину работы сил поля:

.

Скорость , с которой электрон будет двигаться после выхода в аноде из отверстия 0, найдем из соотношения .

При дальнейшем прямолинейном движении по оси x электрон попадает в равномерное электрическое поле, напряженностью Е между отклоняющими пластинами 1 и 2, которые находятся в плоскостях, параллельных плоскости zox.

Напряженность E направлена вдоль оси y. Пока электрон движется между отклоняющимися пластинами, на него действует постоянная сила Fy = -q_э E, направленная по оси -y. Под действием этой силы электрон движется вниз равноускоренно, сохраняя постоянную скорость вдоль оси x. В пространстве между отклоняющими пластинами электрон движется по параболе. После выхода из поля пластин 1 – 2 в плоскости yox он будет двигаться по касательной к параболе. Далее он попадет в поле пластин 3 – 4, которые создают развертку во времени. Напряжение U₃₁ между пластинами 3 – 4 и напряженность поля между ними E₁ линейно нарастают во времени (рис. 4 б). Электрон получает отклонение в направлении оси z, что и дает развертку во времени.

Фокусировка пучка электронов постоянным во времени электрическим полем (электрическая линза)

Фокусировка основана на том, что электрон, проходя через участок неравномерного электрического поля, отклоняется в сторону эквипотенциали с большим значением потенциала (рис. 5 а). Электрическая линза образована катодом, испускающим электроны, анодом, куда пучок электронов приходит сфокусированным, и фокусирующей диафрагмой, представляющей собой пластинку с круглым отверстием в центре (рис. 5 б). Диафрагма имеет отрицательный потенциал по отношению к окружающим ее точкам пространства, вследствие этого эквипотенциали электрического поля как бы выпучиваются через диафрагму по направлению к катоду. Электроны, проходя через отверстие в диафрагме и отклоняясь в сторону, фокусируются на аноде.

Дата добавления: 2014-01-11