利用沙漏的單擺運動實驗對示波器的示波原理進行類比簡化,當示波管熒光屏上顯示正弦波形時,電子束轟擊熒光屏上的熒光粉而形成正弦波;沙漏在模擬單擺運動時,在硬紙板上也能描繪出正弦曲線。這兩種情況無論在波形還是原理上,都是相通的。這種分析法對于分析用示波器顯示正弦波原理時有效,并且易于讓學生理解,但對于分析顯示非正弦波形時無效,而實際上用示波器顯示的不僅是正弦波,故還需要有其他的分析方法。
示波管熒光屏上的顯示波形與電子運動規(guī)律、波形周期與掃描電壓周期的關系,應用物理上力與運動的知識來分析示波原理。這種方法雖然較難理解,但它能分析所有波形的示波原理。但是,文獻中沒有指出該種方法的關鍵之處,即電子的數(shù)目很多,不同的時刻所研究的電子(實際上是電子束)是不同的;再就是電子的速度很快,穿過偏轉系統(tǒng)的時間很短,每個電子穿過偏轉系統(tǒng)的瞬間可將偏轉電壓看作恒定。只有指出這兩點,當選用電子運動規(guī)律來分析顯示波形時,學生才不會只對某一個電子分析其運動軌跡。這樣,更易于理解電子的運動規(guī)律:電子束中電子偏離軸的距離
其中KE是一個與偏轉系統(tǒng)的幾何尺寸有關的常數(shù),U偏轉板兩端的電壓,UA為電子槍中加速極的加速電壓。因此,UA一定時,偏轉電壓越大,電子的偏轉距離與偏轉電壓成正比;也更易于理解由電子運動規(guī)律得出的示波管示波原理。