Gambar  diatas merupakan bagian-bagian pokok sebuah tabung sinar katoda.

  
9 Osiloskop dan Katoda

Gambar diatas merupakan bagian-bagian pokok sebuah tabung sinar katoda.
9 Osiloskop dan Katoda
Gambar diagram diatas adalahskematis bagian-bagian tabung osiloskop sinar katoda. Ruang didalamnya sangat vakum, katoda sebelah kiri sangat ditinggikan temperaturnya dengan alat pemanas, dan electron-elektron menguap dari permukaanya. Anoda yang member percepatan, yang mempunyai sebuah logam kecil di tengahnya, dijaga agar selalu dalam keadaan potensial positif V1 yang relatif tinggi terhadap katoda, sehingga timbul medan listrik, mengarah dari kanan ke kiri antara anoda dan katoda. Medan ini hanya ada didaerah katoda-anoda dan semua electron melewati lobang di anoda itu bergerak dengan kecepatan x konstan dari anoda ke layar fluoresen.
Fungsi kiri pengaturan ialah mengatur jumlah electron yang mencapai anoda. Anoda pusat menjaga agar electron yang meninggalkan katoda keberbagai arah yang sedikit yang berbeda, semuanya sampai dititik yang sama pada layar. Rakitan katoda, kisi pengatur, anoda pemusat, dan elektroda yang member percepatan tersebut diatas dinamakan pistol electron (electron gun).
Medan listrik yang ada antara pasangan pertama plat ini mendefleksi (menyimpangkan) electron kekanan atau kekiri, dan medan yang ada antara kedua pasangan menyimpangkan electron ke atas atau ke bawah. Bila medan-medan tersebut tidak ada, electron itu bergerak menurut garis lurus dari lobang anoda pemercepat ke layarfluoresen dan menerbitkan bintik terang pada layar yang terkenaelektron.
Mari kita hitung kecepatan yang diberikan pada electron oleh pistol electron. Satu-satunya gaya yang bekerja terhadapnya ialah gaya kekal listrik. Sehingga kita dapat menerapkan asas kekekalan energy. Andaikan c katoda dan a anoda. Dengan demikian
Walapun waktu keluar dari katoda electron mempunyai kecepatan kecepatan awalnya ini sangat kecil dibandingkan dengan kecepatan akhirnya Va dan dapat diabaikan. Karena itu
Dalam persamaan ini beda potensial pemercepat Vca untuk singkatnya V1. Potensial anoda lebih tinggi dari pada potensial katoda sehingga V1= Vca merupakan kuantitas negative. Tetapi muatan listrik e juga negative, sehingga suku dibawah akar menjadi positif. Sebagai contoh dengan bilangan, jika V1=-2000V,
Energy kinetik electron pada anoda bergantung pada anoda bergantung kepada beda potensial antara anoda dan katoda, dan sama sekali bukan kepada medan di dalam perangkat pistol elektron yang ditimbulkan layar dan anoda pemusat, atau pada bentuk trayektori electron di dalam pistol tersebut.
Jika ada perbedaan potensial V2 antara pasangan pelat ini, dan pelat yang sebelah atas positif, maka akan timbul medan listrik kebawah yang intensitasnya E=V2/ antara kedua pelat. Maka suatu gaya keatas Ee konstan lalu akan bekerja terhadap electron, dan kecepatan electron ini ke atas ialah
Kecepatan horizontal tetap kostan, sehingga waktu untuk menempuh panjang L pelat ialah
Dalam waktu ini, electron memperoleh kecepatan ke atas yang ditentukan berdasarkan
Dan bergerak ke atas dalam jumlah
Waktu ke luar dari medan yang mendefleksikannya, kecepatan v membentuk sudut dengan sumbu –x, dimana
Dan dari titik ini electron bergerak menurut garis lurus ke layar. Jika di proyeksikan ke belakang, akan memotong sumbu –x dititik A, yang merupakan titik tengah antara ujung-ujung kedua pelat. Lalu, jika y adalah kordinat vertical titik benturan dengan layar S,
Bila ini digabung dengan persamaan sebelumnya, maka
Suku dalam tanda kurung semata mata merupakan factor geometri.jika tegangan pe,ercepat V1 di jaga konstan defleksi y sebanding dengan tegangan V2 yang menimbulkan defleksi.
Jika ada pula medan timbul antara pelatyang mendefleksi horizontal,berkas electron akan mnyimpang baik kearah x maupun kea rah y. koordinat –koordinat bintik terang pada layar sebanding dengan tegangan yang mnyebabkan deflaksi horizontal maupun vertical.
Sebagai contoh dengan bilangan,misalkan L=2cm=2x10-2 m.l= 5x 10-3 m, dan andaikan Vx = V2 mempunyai nilai di atas 2,65x107 ms-1. Jika bada potensial V2 antara pelat yang menyebabkan defleksi 100V, maka medan E yang mendefleksi ialah
Percepatan –y ialah
Waktu yang diperlukan untuk menempuh panjang pelat ialah
Kecepatan keatas Vy ialah
Perpindahan ke atas y’ ialah
Tangent sudut
Jika jarak D ke layar 20 cm, perpindahan y pada layar ialah
|