Осциллографическая трубка. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Осциллографическая трубка - вид электронно-лучевых приборов из группы приёмных электронно-лучевых трубок, предназначенный для регистрации в графич. форме хода быстропротекающих процессов, данные о к-рых могут быть представлены в виде электрич. сигналов. Осн. элементами О. т. являются помещенные в вакуумно-плотную оболочку электронный прожектор 1 (рис. 1), формирующий узкий пучок электронов 2, светящийся под воздействием электронного пучка люминесцентный экран 3 и эл--статич. система 4, отклоняющая пучок в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Отклоняющая система образуется двумя ортогонально расположенными парами пластин 4а и 46. каждая из к-рых при подаче на них напряжения создаёт электрич. поле, поперечное к оси О. т. Под действием периодич. пилообразного напряжения, подаваемого на пластины 4а, пучок перемещается с пост. скоростью в горизонтальном направлении, прочёркивая на экране ось времени. Измеряемый сигнал, подаваемый на пластины 4б, вызывает вертикальное смещение пучка, пропорц. мгновенной величине сигнала. Сложение перемещений пучка по обеим осям приводит к вычерчиванию на экране светящегося графика (осциллограммы) процесса.

Осн. характеристиками О. т. являются: полоса регистрируемых частот (от нулевой до верхней граничной), в пределах к-рой сигналы отображаются без искажений; чувствительность отклонения каждой пары пластин, определяемая смещением пучка на 1 В приложенного напряжения; скорость записи, определяемая как предельная скорость перемещения пучка по экрану, при к-рой яркость свечения ещё достаточна для визуального наблюдения периодич. сигналов или фотогр. регистрации быстропротекающих однократных процессов. Отклоняющая система воспроизводит сигналы без искажений, если за время пролёта электроном сигнальных пластин фаза сигнала заметно не меняется. Система рис. 1 способна регистрировать сигналы в полосе частот до 100 - 300 МГц. При более высоких частотах воспроизведение сигнала происходит с сильным искажением. Для регистрации сигналов диапазона отклонение по оси сигналов чаще всего осуществляется спиральной отклоняюще-замедляющей системой (рис. 2). Измеряемый сигнал бежит по спирали со скоростью света, а его фазовая скорость в направлении оси О. т. оказывается замедленной в число раз, равное отношению длины витка спирали к её шагу. Если скорость движеиия электронов вдоль оси О. т. в зазоре между спиралью и пластиной равна этой фазовой скорости, то в любой траектории на электрон воздействует отклоняющее поле, находящееся в той же фазе, в к-pой оно было, когда электрон входил в систему. Такие системы способны реагировать на сигналы в полосе частот от 0 до 5 - 10 ГГц.

При заданной геометрии отклоняющей системы её чувствительность тем выше, чем меньше скорость электронов, а яркость свечения экрана тем выше, чем эта скорость больше. Поэтому во многих О. т. электроны лучка дополнительно ускоряются после отклонения. При очень высоких скоростях перемещения пучка по экрану в его возбуждении участвует лишь малое число электронов и яркость свечения оказывается недостаточной. В этих случаях перед экраном внутри О. т. помещается усилитель тока пучка в виде стеклянной пластины с большим числом сквозных микроканалов, в к-рых за счёт вторичной электронной эмиссии кол-во электронов умножается в тысячи раз. Для регистрации медленных и одиночных процессов используются также запоминающие О. т., длит. время сохраняющие на экране изображение однократно записанной осциллограммы (см. Запоминающая трубка).

Литература по осциллографическим трубкам

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.