7.3.7. При подаче на пластины осциллографа высокочастотного сигнала с частотой $\nu\gg1/\tau$ ($\tau$ — время пролета электрона через пластины) на экране осциллографа получена полоса ширины $\delta$. Чувствительность осциллографа в обычном режиме работы $S$. Определите амплитуду сигнала.
Решение
В решении задачи $7.3.6$ получена формула поперечной скорости электрона сразу после выхода из пространства между отклоняющими пластинами (в терминах синусов):
где $e$ есть заряд электрона, $U_0$ есть амплитуда напряжения на отклоняющих пластинах (амплитуда сигнала), $m$ есть масса электрона, $d$ есть расстояние между отклоняющими пластинами, $\omega$ есть частота сигнала.
Как и в той задаче, не усложним и рассмотрим ситуацию $L\gg l$ (где $L$ есть расстояние от экрана до точки вылета электрона после поперечного поля, $l$ есть продольное расстояние между отклоняющими пластинами).
Смещение электрона поперечное считаем происходит только на пути $L$ после отклоняющих пластин:
$$y=v_y\frac{L}{v},\tag{2}$$
где $v$ есть продольная скорость электрона.
Величины $L,v$ фиксированы считаем. Полоса ширины $\delta$ выделяет область всевозможных отклонений
Для какого-то электрона может оказаться такая начальная фаза $\varphi=\pi/2-\omega\tau/2$, что первый синус станет равным $1$. Поэтому в любом случае максимум смещения
По условию можно сказать, что $\pi\nu\tau\gg1$, тогда для малой $\Delta$ справедливо $\pi\Delta\tau\sim1$, что по порядку дает также $\pi\Delta\tau\sim2\pi$. Это означает что добавка $\pi\Delta\tau$ может оказаться любой из области определения синуса и этот самый синус может стать равным $1$, что отвечает интересующему наибольшему максимуму смещения $y_\text{m}$: