Katodové trubice

katodové trubice byl vědeckou zvědavost objevil se v pozdní 19. století, a základem zobrazovací technologie v pozdní 20.století. Nyní víme, že tajemné „katodové paprsky“ jsou ve skutečnosti elektrony—a můžeme použít magnety k ohnutí jejich cesty.

přístroj

tento experiment samozřejmě vyžaduje katodovou trubici naplněnou plynem, který svítí, když do něj zasáhnou elektrony. Ideální CRT je uzavřen helmholtzovými cívkami, aby bylo možné aplikovat různé magnetické pole. Při absenci helmholtzových cívek by k ohnutí elektronového paprsku měl stačit silný neodymový magnet.

kromě katodové trubice budete pravděpodobně potřebovat citlivou kameru, abyste ukázali publiku výsledky tohoto experimentu. Paprsky elektronů jsou příliš tlumené na to, aby něco kromě velmi malého publika vidělo přímo, a jsou také výzvou pro video zařízení! Pravděpodobně bude nutná kamera s nočním režimem nebo ruční ovládání zisku (nebo ISO) a rychlosti závěrky.

Pokud nemáte katodovou trubici, Starý CRT televizor nebo počítačový monitor a silný magnet poskytnou kvalitnější verzi tohoto dema.

demonstrace

Katodové trubice

1. Ztlumit světla a zapněte fotoaparát, pokud používáte jeden.
2. Zvyšte energii elektronového paprsku, dokud plyn uvnitř zeměkoule jasně nesvítí.
3. Pokud vaše CRT nemá Helmholtzovy cívky, jednoduše zamávejte neodymovým magnetem poblíž CRT, abyste ukázali ohýbání paprsku. Možná to budete muset udělat poměrně pomalu, pokud je fotoaparát nastaven na nízkou snímkovou frekvenci, aby se zvýšila jeho nízká citlivost na světlo.
4. pokud má vaše CRT Helmholtzovy cívky, zvyšte proud v nich, dokud se paprsek neohne.
5. po zakřivení dráhy paprsku zvyšte energii dále a ukažte, že zakřivení klesá se zvyšující se energií elektronů.
6. použijte vyšší magnetické pole, abyste prokázali, že zakřivení může být opět zvýšeno zvýšením síly magnetického pole.

CRT TV/monitor + magnet

1. získejte obraz na obrazovce televize nebo počítače. Pokud se jedná o obrazovku počítače, jednoduše ji připojte k notebooku. Na TV, mnoho videokamery a digitální fotografie fotoaparáty bude mít S-video, komponentní nebo kompozitní připojení; starší kamery mohou mít tyto přímo, ale novější videokamery nebo digitální fotoaparáty mohou mít na zakázku kabel, který se zapojuje do mini-USB nebo podobné konektoru na fotoaparátu a živí se na více typů konektor pro vložení do TV. Relativně klidný, jasný obraz nebo video usnadňuje rozlišení efektu, který se chystáme pozorovat.
2. umístěte silný magnet do blízkosti televizní obrazovky. Obraz se bude deformovat, a objeví se zametací stopy barev.
3. v Případě narušení a barvy zůstávají po nástupu magnet pryč z TV, to vypnout a znovu by měla přinutit TV, aby se odmagnetizovat‘, který problém vyřeší—to je znamenal výraznou ránu, která často doprovází CRT zapnutí. Někdy, často po opakovaném cyklování, televizor nedokáže odmagnetizovat. V takovém případě jej vypněte, nechte jej na krátkou dobu a znovu jej zapněte.

Jak to funguje

klíčem je zde, že magnetické pole bude ohýbat dráhy pohybující se nabitou částici, a můžeme použít tento efekt pro ovládání paprsku. Zásadní pro zrychlení! recept, budete potřebovat větší magnetické pole ohýbat rychleji se pohybující částice.

katodové trubice, elektrony jsou vyvržené z katody a urychlené prostřednictvím napětí, získání nějakých 600 km/s pro každý volt jsou akcelerované prostřednictvím. Některé z těchto rychle se pohybujících elektronů pád do plynu uvnitř trubice, přimět to, aby záře, která nám umožňuje vidět cestu paprsku. Helmholtzovy cívky pak mohou být použity k aplikaci kvantifikovatelného magnetického pole průchodem známého proudu skrz ně.

schematické znázornění CRT TV v průřezu.
Stáhněte si tento obrázek „

magnetické pole způsobí, že síla působí na elektrony, která je kolmo k jejich směru pohybu a magnetické pole. To způsobí, že nabitá částice v magnetickém poli sleduje kruhovou dráhu. Čím rychlejší pohyb částic, tím větší kruh vysledovat z dané oblasti, nebo naopak, na větší oblasti, které jsou pro daný poloměr zakřivení nosníku. Vytvoření tohoto kvantitativního bodu je nemožné bez kontroly nad energií částic i magnetickým polem, takže to bude nutné uvést, pokud vaše demo nemá obě tyto.

v případě CRT TV jsou dráhy elektronů zkresleny magnetem, který je přiveden k obrazovce. Obraz na obrazovce je závislá na elektrony přesně bít luminofory na obrazovce, které vyzařují různé barvy světla při nárazu. Elektrony jsou tak nuceny přistát na špatném místě, což způsobuje zkreslení obrazu a psychedelické barvy.