8.1 Osiloskop Sinar Katod

©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 1

8.1 OSILOSKOP SINAR KATOD

Apakah pancaran

termion?

Proses pancaran/pembebasan elektron daripada permukaan logam/katod

yang panas.

Daripada apa

pancaran termion

dihasilkan?

Filamen tungsten yang dipanaskan atau permukaan logam yang disalut oksida

logam dan dipanaskan.

Mekanisme

Pancaran Termion

- Logam mempunyai banyak elektron.

- Pada suhu bilik elektron-elektron bergerak dipermukaan logam tetapi

tidak terlepas keluar.

- Apabila logam dipanaskan,elektron logam mempunyai cukup tenaga

untuk dipancarkan dari permukaan logam.

Faktor-faktor

yangmempengaruhi

kadar

pancarantermion

1) Suhu Logam

: Jika suhu bertambah kadar pancaran termion bertambah.

2) Luas Permukaan Logam

: Jika luas bertambahkadarpancaran termion bertambah

3) Jenis logam

:Logam yang berlainan jenis mempunyai kadar pancaran termion yang

berlainan.

Tungsten merupakan logam yangmempunyai kadar pancaran termion yang

tinggi.Campuran Oksida barium dan Oksida Strontium juga mempunyai kadar

pancaran termion yang tinggi.

Apakan Senapang

Elektron/Tiub Sinar

Katod ?

- Senapang elektron ialah suatu alat yang digunakan untuk menghasilkan

alur elektron yang berhalaju tinggi (sinar katod) dan mempunyai alur yang

halus.

- Untuk menjadikannya bergerakdengan halaju tinggi VLT disambung

antara anod dan katod.

- Untuk menjadikanya alur yang halus terdapat satu liang halus pada anod.

- Apabila filamen dipanaskan oleh bekalan a.t., katod menjadi panas.

- Elektron-elektron dipancarkan di permukaan katod.

- Disebabkan terdapat beza keupayaan yang tingi merentasi anod dan

katod, elektron-elektron tertarik ke anod dan memecut dengan halaju

yang sangat tinggi.

- Alur elektron akan terkena skrin pendarflour untukmenghasikan tompok

cahaya.

©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 2

Apakah ciri-ciri sinar

katod/ alur

elektron?

1. Bergerak pada garis lurus dalam vakum

2. Mempunyai tenaga dan momemtum

3. Menghasilkan kesan pendarflour apabila terkena bahan berpendarflour.

4. Bercas negatif.

5. Boleh dipesongkan oleh medan elektrik ke arah plat positif

6. Boleh dipesongkan oleh medan magnet. Arah pesongan ditentukan oleh

Hukum Tangan Kiri Fleming.

7. Mengionkan udara atau gas

8. Menembusi lapisan grafit atau kertas nipis

9. Menghasilkan sinar-X dan haba apabila menghentam sasaran logam yang

berat

10. Cas satu elektron,e = 1.6 x 10-19

C

11. Jisim satu elektron = 9 x 10-31

kg

Eksperimen untuk

mengkaji ciri-ciri

sinar katod @alur

elektron

Eksperimen(a)-Menggunakan Tiub Palang Maltase

KAEDAH PEMERHATIAN

1) Hidupkan bekalan a.u.

Perhatikan bayang

Palang Maltase

Didapati suatu bayang cahaya

terbentuk.Bayang ini dihasilkan oleh

cahaya daripada filamen

2) Hidupkan bekalan a.u.

Seterusnya hidupkan VLT

Perhatikan perbezaan

bayang yang didapati

Bila bekalan a.u. dan VLT dihidupkan

suatu bayang bewarna hijau yang sama

saiz dan sama kedudukan dengan bayang

cahaya didapati. Bayang ini disebabkan

oleh alur elektron.

3) Gantikan Palang Maltase

dengan sebuah kipas

kecil dan ringan

Apabila diletak kipas kecil dan ringan

didapatikipas kecil itu berpusing ke arah

skrin

Kesimpulan:

Berdasarkan eksperimen didapati:

(a) alur elektron bergerak lurus dalam vakum.

(b) Apabila alur elektron terkena bahan-bahan tertentu (ZnS) ia akan

berpendarflour.

(c) Alur elektron mempunyai tenaga dan momemtum.

©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 3

Eksperimen(b)-Menggunakan Tiub Perrin

KAEDAH PEMERHATIAN

1) Hidupkan bekalan a.u. dan VLT

1 pada rajah(a) dan perhatikan

arah pergerakan alur elektron.

Didapati apabila bekalan a.u. dan

VLT 1 pada rajah(a) dihidupkan alur

elektron bergerak lurus.

2) Hidupkan bekalan a.u. dan VLT

1 dan VLT 2 pada rajah (a) dan

perhatikan perubahan pada

arah pergerakan alur elektron.

Apabila bekalan a.u.,VLT1

dan VLT2pada rajah(a) dihidupkan

alur elektron terpesong keatas

(plat positif)

3) Hidupkan pula bekalan a.u dan

VLT 1 pada rajah(b) dan

kemudian dekatkan satu

magnet bar yang kuat.

Perhatikan arah pergerakan

alurelektron.

Didapati juga apabila

bekalana.u.,VLT1 pada rajah(b)

dihidupkandan magnet didekatkan

didapati alurelektron terpesong ke

atas.

Kesimpulan: Berdasarkan eksperimen didapati:

(a) Alur elektron dipesongkan oleh medan elektrik ke arah plat positif kerana

elektron bercas negatif.

(b) Alur elektron juga dipesongkan oleh medan magnet yang kuat,dan arah

pesongan ditentukan oleh Hukum Tangan Kiri Fleming.

©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 4

Osiloskop Sinar Katod (OSK)

Apakah OSK ? Satu alat penguji dan alat pengukur yang penting dalam pengkajian elektrik

dan elektronik

Huraikan Sturuktur

Utama Dan Fungsi

Setiap Komponen

OSK.

Bahagian Komponen Fungsi

Senapang

Elektron

Filamen

Katod

- Memanaskan

katod

- Membebaskan

elektron melalui

proses

pancaran

termion

Grid kawalan

Mengawal bilangan

elektron dan

seterusnya

mengawal

kecerahan tompok

Anod

memfokus

Memfokus alur

elektron supaya

tompok tajam

terhasil

Anod

memecut

Memecutkan alur

electron

Sistem

Pemesongan

Plat-Y

Memesongkan alur

elektron secara

menegak

Plat-X

Memesongkan alur

elektron secara

mengufuk

Skrin

Pendarflour

Skrin

Pendarflour

Menukarkan tenaga

kinetic elektron

kepada tenaga

cahaya untuk

menghasilkan

tompok cahaya

yang cerah

Salutan grafit

Elektron-elektron

yang terkena skrin

dialirkan ke bumi

melalui salutan

grafit

Alur elektron bergerak lurus tanpa dipesongkan.

Titik cerah di tengah-tangah skrin

Alur elektron terpesong ke atas. Titik cerah bergerak ke atas.

Alur elektron terpesong ke atas. Titik cerah bergerak ke

bawah.

Alur elektron terpesong ke atas. Titik cerah bergerak ke atas

dan ke bawah menjadi satu jalur cerah menegak terhasil

©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 5

Penggunaan dan

Pengendalian OSK

Tombol Pengendalian/fungsi

Suis kuasa Mengawal bekalan kuasa

Kawalan

fokus

Diputarkan untukmenghasilkan tompokyang

terfokus padaskrin

Anjakan-X Melaraskan tompoksecara mengufuk

Anjakan-Y Melaraskan tompoksecara menegak

Gandaan-Y

mengubah magnitudpesongan tegak tegaktompok

yangdihasilkan oleh bezakeupayaan yangdisambung

kepadaplat-Y

Kawalan

dasar-masa

Bila dipasang tompok bergerak secara mengufuk

merentasi skrin dan balik pada frekuensi tertentu

Input-X Untuk menyambung beza upaya pada plat-X

Input-Y Untuk menyambung beza upaya pada plat- Y

Suis a.t./a.u

Bila a.t. dipasang, anjakan bintik akan mengikuti

kedua-dua voltan a.t dan a.u.yang dikenakan

merentasi plat-Y

Bila a.u. dipasang, anjakan bintik hanya akan

mengikuti voltan a.u. yang dikenakan merentasi plat-

Y,manakala voltan a.t. akan dihalang oleh kapasitor

Kegunaan-

kegunaan OSK

(i) Mempamerkan

gelombang

©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 6

(ii) Sebagai

voltmeter-

mengukur beza

keupayaan

- Voltan arus terus (a.t), V = [sesaran tompok cahaya

daripada kedudukan sifar] x [ gandaan-Y]

(a) masa-tapak dimatikan (b) masa-tapak dihidupkan

- Voltan puncak ke puncak arus ulang alik (u.a), Vpp

= [panjang garis tegak pada skrin ] × [ gandaan- Y]

- Voltan puncak , Vp = ½ (Vpp)

- Voltan punca min kuasa dua, V p.m.k.d = ��√�

©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 7

(iii) Pengukur selang

masa yang singkat

Example:

1. If the time-base is set to 1 ms/div, it means that one division represents a time interval of 0.001 s. 2. The number of divisions is counted between the two pulses or two crests of a wave.

Length between two signals = 5 divs Time taken, t = 5 div x 10 ms/div = 50 ms Time intervals = 0.05 s