Объяснить какие физические явления и законы действуют в электронном осциллографе

Электронно-лучевые осциллографы (ЭЛО) – устройства, в которых основным элементом является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) с электростатическим управлением луча и люминесцирующим экраном. Для преобразования исследуемого сигнала в видимое изображение на экране электронный луч перемещается в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

В ЭЛО применяют ЭЛТ с электростатическими фокусировкой и отклонением луча (рис. 1). Это электровакуумный прибор, состоящий из источника потока электронов; системы их фокусировки; системы управления лучом.

Источником потока электронов (луча) является электронная пушка (оксидный катод и круглая эмиттирующая поверхность катода), позволяющая сформировать электронный поток в тонкий луч. Нить подогревателя катода 1 свертывается бифилярно, чтобы магнитное поле, создаваемое током подогрева, не влияло на электронный поток. Катод помещен внутри цилиндра с центральным отверстием, называемым управляющим электродом, или модулятором 2. На цилиндр подается отрицательный по отношению к катоду потенциал, посредством регулировки которого можно изменять яркость луча на экране. Две электростатические линзы обеспечивают фокусировку луча и начальное ускорение электронов по пути к экрану. Линзы создаются электростатическими полями между модулятором и первым анодом 3 (первая линза) и между первым и вторым анодами (вторая линза). Второй анод 4 – главное устройство фокусировки луча – находится около отклоняющих пластин 5 и 6. Пластины 5 – вертикально отклоняющие (по оси Y), расположенные ближе к катоду, пластины в – горизонтально отклоняющие (по оси X). За ними расположен послеускоряющий анод 8, увеличивающий яркость луча. При необходимости увеличения яркости свечения на ускоряющие электроды анода 8 подается большое напряжение. Луч от прямолинейной траектории отклоняется электрическим полем между вертикальными и горизонтальными пластинами. После смещения пучка электроны ускоряются в области высоковольтного анода и попадают на люминесцентный экран 7 (на пути луча помещают куполообразную металлическую сетку, а на баллон трубки наносят токопроводящее покрытие). Большая разность потенциалов, приложенная между сеткой и токопроводящим покрытием, создает сильное электростатическое поле, которое кроме ускорения луча дополнительно отклоняет его. При торможении электронов в слое люминофора молекулы люминофора переходят в возбужденное состояние и излучают свет. Чем больше энергия электронов и плотность тока электронного пучка, тем выше яркость светового пятна на экране.