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示波管原理 ，電場加速，偏轉，結論
示波器是一種用途廣泛的電子信號測量儀器。它能把看不見的電信號變換成看得見的圖像，從而便於人們研究各種電信號的變化規律。
1.示波管的工作原理
示波器的核心部件是示波管，它由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成。
電子槍的作用是產生一束高速電子。偏轉電極YY′上加的是待測的信號電壓，偏轉電極XX′通常接入儀器自身產生的鋸齒形掃描電壓。
電子束在YY′方向的偏移情況隨信號電壓的變化而變化，XX′方向的掃描電壓控制電子束週期性的從左向右勻速移動。如果信號電壓是週期性的，並且掃描電壓與信號電壓的週期相同，那麼，就可以在熒光屏上得到待測信號在一個週期內隨時間變化的穩定圖像。
動畫：信號電壓和掃描電壓週期相同時的掃描情景
2.粒子在電場中的加速
【問題】如圖所示，在真空中有一對平行金屬板M、N，兩板間的電勢差為U。若將一個質量為m，帶電量為q的負粒子，在負極板M附近由靜止釋放，計算它到達正極板N時的速度。
【解答】
方法1：設平行金屬板M、N的間距為d，粒子到達正極板時的速度為v，則
從上式可以看出，粒子在電場中加速時獲得的速度v與加速電壓U有關，與金屬板M、N的距離d無關。
方法2：根據動能定理有
若加速電場不是勻強電場，則粒子的運動就不是勻變速直線運動，此時只能利用方法2確定粒子的速度。
3.粒子在電場中的偏轉
【問題】如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，板長為l，間距為d，兩板間的電勢差為U。若一個質量為m，帶電量為q的負粒子，以速度v0垂直電場方向射入板間。求粒子射出電場時偏移的距離y和偏角θ（用正切值表示）。
【解答】粒子垂直射入勻強電場後，受到與初速度方向垂直的恆定電場力作用，所以做類平拋運動。設粒子在電場中運動的時間為t，則
從以上結果可以看出，當兩極板間的電勢差U變化時，粒子射出電場的偏移距離y和偏角θ的正切值都隨電勢差U正比變化。
在上圖中，若將粒子的出射速度v反向延長，交入射方向於O點，設O點與電場右邊緣的距離為x，則根據幾何關係有
將結果④⑦代入⑧式得：x=l/2
即：粒子從偏轉電場中射出時，就好像是從極板間的l/2處沿直線射出似的！
4. 粒子在電場中的“加速” +“偏轉”
【問題】如圖所示，若帶電粒子（ q、m ）從靜止開始經電壓U1加速，然後進入長為l，寬為d的偏轉電場，偏轉電壓為U2。求粒子射出電場時的偏移距離y和偏角θ（用正切值表示）。
【解答】根據前面分析的“加速”規律可知，粒子進入偏轉電場時的初速度
根據前面分析的“偏轉”規律可知，粒子射出電場時的偏移距離y和偏角θ的正切值分別為
將①分別代入②③兩式得，粒子射出電場時的偏移距離y和偏角θ的正切分別為
從以上結果可以看出，無論帶電粒子的m、q如何，只要經過同一電場加速，再垂直進入同一偏轉電場，則它們飛出時的偏移量y和偏轉角θ都是相同的，也就是軌跡完全重合！
在示波管模型中，粒子經加速電場U1加速，再經偏轉電場U2偏轉後，需要再經歷一段勻速直線運動才會打到熒光屏上而顯示亮點P。假設電場右側離屏的距離為L，則最終亮點P偏離熒光屏中心O的距離為
由於電壓U1是不變的，所以亮點P偏離熒光屏中心O的距離y'與信號電壓U2成正比，即示波管中電子束在YY′方向的偏移情況是隨信號電壓的變化而變化的！
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