Эксперимент в физике. Физический практикум. - Шутов В. И.
ISBN:5-9221-0632-5
Скачать (прямая ссылка):
- трубки с электростатическим управлением, в которых для фокусировки и отклонения луча используется электрическое поле;
- трубки с магнитным управлением;
- трубки с комбинированным управлением лучом: электростатическая фокусировка и магнитное отклонение луча (телевизионные трубки).
Под длительностью послесвечения экрана понимают время, в течение которого яркость экрана после исчезновения луча уменьшается до 1% от первоначальной. Для современных ЭЛТ длительность послесвечения лежит в пределах от 1 • И)-5 до 100 с.
82
Изучение работы электронного осциллографа
ЭЛТ состоит из трех основных элементов:
- электронной пушки, создающей узкий электронный луч, направленный вдоль трубки;
- отклоняющей системы (устройства для отклонения электронного луча от оси трубки);
- флуоресцирующего экрана для индикации положения электронного луча.
На рис. 1 показано устройство ЭЛТ с электростатическим управлением.
катод первый анод
люминофор
нагреватель управляющий* - аквадагу электрод *--— -—/
Рис. 1.
Электронная пушка. Электронной пушкой называется часть трубки, формирующая пучок электронов. Сюда входят подогреваемый катод, управляющий электрод, первый и второй аноды.
Катод — источник электронов. Обычно применяется оксидный подогреваемый катод, изготовленный в виде небольшого никелевого цилиндра, внутри которого находится подогреватель.
Управляющий электрод (или модулятор) предназначен для регулировки яркости светящегося пятна на экране (количества электронов) посредством небольшого отрицательного потенциала на нем. Выполнен в виде никелевого цилиндра, окружающего катод.
Первый анод (фокусирующий) представляет собой цилиндр с двумя или тремя диафрагмами.
Второй анод (ускоряющий) выполнен также в виде цилиндра и обычно имеет одну диафрагму.
К первому аноду подводится напряжение порядка 300- 1000 В (относительно катода). На второй анод подается более высокое напряжение 1-50кВ.
Диафрагмы внутри анодов способствуют сужению луча электронов, т. к. они перехватывают электроны, сильно отклоняющиеся от оси трубки.
Отклоняющая сметем а. Чтобы перемещать светящееся пятно по экрану, между вторым анодом и экраном расположена отклоняющая система, состоящая из двух пар взаимно-перпендикулярных пластин XX и УУ. Пластины XX горизонтально отклоняющие, пластины У У — вертикально отклоняющие.
Изучение работы электронного осциллографа 83
Флуоресцирующий экран. Экран ЭЛТ трубки покрывается специальным веществом, обладающим способностью флуоресцировать, т. е. светиться в местах бомбардировки его электронами. Светящиеся покрытия экранов, называемые люминофорами, определяют также цвет и длительность свечения экрана. Человеческий глаз имеет наибольшую чувствительность к желто-зеленой части спектра, поэтому ЭЛТ для визуального наблюдения, чаще всего делают с желто-зеленым свечением.
При эксплуатации ЭЛТ нельзя длительное время оставлять луч неподвижным, т. к. длительное воздействие электронного луча на одно и тоже место экрана вызывает ослабление яркости — «утомление» люминофора в этом месте и его выгорание!!!
Из тех же соображений рекомендуется также ограничивать яркость луча, что помимо прочего увеличит точность измерений за счет уменьшения толщины луча.
При падении электронного луча на экран часть кинетической энергии электронов переходит в световую энергию люминофора экрана в месте соударения, остальная часть энергии расходуется на нагревание экрана и на выбивание из него вторичных электронов.
Большая часть вторичных электронов улавливается проводящим графитовым материалом — аквадагом, нанесенным на внутреннюю поверхность баллона. Поэтому, несмотря на то, что во время работы трубки на экран поступают первичные электроны, между количеством первичных и вторичных электронов устанавливается динамическое равновесие и потенциал экрана остается почти постоянным примерно на 100 В и ниже потенциала второго анода. Кроме того аквадаг выполняет роль эл е ктро стати ч е с ко го экрана и предохраняет электронный поток трубки от воздействия внешних электрических полей, т. к. он соединен со вторым анодом трубки.
3. Фокусировка электронов электрическим полем. В трубках с электростатическим управлением в состав фокусирующей системы входят все элементы электронной пушки. Фокусировка производится подбором напряжений на управляющем электроне и первом аноде.
Управляющий электрод. При изменении напряжения на управляющем электроде электронный луч расширяется или сужается. При этом чем больше отрицательный потенциал на управляющем электроде, тем уже лучи и тем ближе к катоду будут сходиться в одной точке — фокусе П (рис. 2). Это — «электрическая линза».
Фокусирующая система двух анодов. На рис. 3 показан вид силовых линий электрического поля (сплошные тонкие линии) и эквипотенциальные поверхности (штриховые линии) между анодами. Потенциал второго анода А2 выше, чем потенциал первого анода А]. Поэтому между анодами образуется электрическое поле, направленное от второго к первому. На электрон, попадающий в это электрическое поле, действует сила, направленная в каждой точке поля по касательной к силовой линии.
