OSILOSKOP SINAR KATOD

Contoh 1

Beza keupayaan merentasi katod dan anod memecut dalam senapang elektron satu osiloskop sinar katod ialah 4500 V. (Cas elektron, e = 1.6 x 10^-19 C dan jisim elektron, m_e = 9.0 x 10^-31 kg)

(a) Berapakah tenaga elektrik (dalam unit eV) yang dipindahkan kepada satu elektron yang dipecutkan merentasi katod dan anod itu?

(b) Berapakah tenaga kinetik (dalam unit J) yang diperoleh oleh satu elektron itu?

JAWAPAN

(a)    Tenaga elektrik dipindahkan, E = QV
                                                   = 1 e x 4500 V
                                                   = 4500 eV

Catatan: Jika tenaga elektrik dikira dalam unit eV, unit bagi cas elektrik ialah unit cas (iaitu e). Dengan itu, cas bagi satu elektron ialah –1e. Bagi satu objek bercas –3, casnya ialah –3e dan, bagi satu jasad bercas +6, casnya ialah +6e.

(b)   Tenaga kinetik = tenaga elektrik dipindahkan
                     E = QV
                        = 1.6 x 10^-19 x 4500
                        = 7.2 x 10^-16 J

Catatan:

Dalam kiraan ini, elektron termion yang dikeluarkan di katod dianggap dalam keadaan pegun iaitu halaju awal elektron ialah sifar.

Contoh 2

Rajah berikut menunjukkan surih bagi arus ulang-alik yang dibekalkan oleh satu bekalan a.u. pada skrin osiloskop sinar katod. Gandaan-Y O.S.K. ditetapkan pada 5 V cm^-1 dan dasar masa ditetapkan pada 25 ms cm^-1.

(a) Berapakah voltan puncak yang dibekalkan oleh bekalan a.u. itu?

(b) Berapakah voltan punca min kuasa dua arus ulang-alik itu?

JAWAPAN

(a)    Sesaran puncak ke lembangan bagi gelombang = 3 cm
Sesaran puncak ke garis tengah bagi gelombang = ½ x 3 = 1.5 cm
Voltan puncak     =    1.5 cm x 5 V cm^-1
                           =    7.5 V

(b) Voltan pmkd =
= 5.30 V

(c)    Sesaran-x bagi satu gelombang = 4 cm
Tempoh = 4 cm x 25 ms cm^-1 = 100 ms = 0.1 s
Frekuensi   =
                  =
                  = 10 Hz

Contoh 3

Rajah berikut menunjukkan surih yang diperoleh pada skrin osiloskop sinar katod apabila arus ulang-alik 20 V berfrekuensi 100 Hz dikenakan merentasi input-Y OSK itu.

(a) Berapakah voltan yang diwakili oleh setiap bahagian skrin OSK itu?

(b) Berapakah masa yang diwakili oleh setiap bahagian skrin OSK itu?

JAWAPAN

Catatan:

Daripada surih yang ditunjukkan itu, anggapan perlu dibuat bahawa tapak masa bagi OSK telah dihidupkan.
Bagi soalan (a), kepekaaan skala-y skrin perlu ditentukan kerana sesaran-Y OSK menyukat voltan. Voltan 20 V a.u. ini ialah voltan puncak. (Sesaran-Y antara puncak dengan garisan seimbangan.)
Bagi soalan (b), kepekaaan skala-x skrin perlu ditentukan kerana sesaran-X OSK menyukat masa.

(a)    Voltan puncak = Voltan bekalan = 20 V
Sesaran-Y = 2 cm
Kepekaaan gandaan-Y       =
                                          =
                                          = 10 V cm^-1

Frekuensi arus ulang-alik = 100 Hz
Tempoh getaran = = 0.1 s
Kepekaaan tapak-masa            =
            =
            = 0.025 = 25 ms cm^-1