katodisädeputki

katodisädeputki oli tieteellinen uteliaisuus, joka löydettiin 1800-luvun lopulla, ja näyttötekniikan tukipilari 20. Tiedämme nyt, että salaperäiset ’katodisäteet’ ovat itse asiassa elektroneja—ja voimme käyttää magneetteja kiertämään niiden reittiä.

laite

Tämä koe edellyttää ilmeisesti katodisädeputkea, joka on täytetty kaasulla, joka hehkuu elektronien osuessa siihen. Ihanteellinen CRT on ympäröity Helmholtzin keloilla vaihtelevan magneettikentän levittämiseksi. Helmholtzin kelojen puuttuessa vahvan neodyymimagneetin pitäisi riittää taivuttamaan elektronisuihku.

katodisädeputken lisäksi tarvitset todennäköisesti herkän kameran näyttääksesi yleisöllesi tämän kokeen tulokset. Elektronisäteet ovat liian himmeitä minkään muun kuin hyvin pienen yleisön katsottavaksi suoraan, ja ne ovat melkoinen haaste myös videolaitteille! Kamera, jossa on yötila, tai manuaalinen ohjaus vahvistuksen (tai ISO) ja suljinaika ovat todennäköisesti tarpeen.

Jos sinulla ei ole katodisädeputkea, vanha CRT-TV tai tietokonenäyttö ja vahva magneetti tarjoavat tästä demosta laadullisemman version.

mielenosoitukset

katodisädeputki

1. himmennä valot ja laita kamera päälle, jos käytät sellaista.
2. Käännä elektronisäteen energiaa ylöspäin, kunnes maapallon sisällä oleva kaasu hehkuu selvästi.
3. Jos CRT: ssä ei ole Helmholtz-keloja, heiluta neodyymimagneettia CRT: n lähellä, jotta säteen taivutus näkyy. Voit joutua tekemään tämän melko hitaasti, Jos kamera on asetettu alhaiselle kuvataajuudelle sen alhaisen valoherkkyyden lisäämiseksi.
4. Jos CRT: ssäsi on Helmholtzin kelat, käännä niissä olevaa virtaa ylöspäin, kunnes säde taipuu.
5. kun säde on kaareutunut, käännä energiaa edelleen ylöspäin ja osoita, että kaarevuus pienenee elektronienergian kasvaessa.
6. käytä suurempaa magneettikenttää osoittaaksesi, että kaarevuutta voidaan jälleen lisätä lisäämällä magneettikentän voimakkuutta.

CRT TV/monitori + magneetti

1. Hanki kuva television tai tietokoneen näytölle. Jos se on tietokoneen näyttö yksinkertaisesti kytkemällä se kannettavan pitäisi toimia. Televisiossa monissa videokameroissa ja digitaalisissa still-kameroissa on S-video -, komponentti-tai komposiittiliitäntä; vanhemmissa videokameroissa voi olla nämä suoraan, mutta uudemmissa videokameroissa tai digitaalikameroissa voi olla mittatilauskaapeli, joka liitetään kameran mini-USB-tai vastaavaan liittimeen ja syöttää useita erilaisia liittimiä televisioon. Suhteellisen hiljainen, kirkas kuva tai video tekee vaikutuksen, jonka olemme havaitsemassa, helpommaksi erottaa.
2. laittoi vahvan magneetin lähelle TV-ruutua. Kuva vääristyy, ja väriloistoa näkyy.
3. Jos vääristymä ja värit säilyvät sen jälkeen, kun magneetti on otettu pois TV: stä, sen sammuttamisen ja käynnistämisen pitäisi pakottaa televisio ”degaussiin”, joka korjaa ongelman—tätä kuvaa tunnusomainen klunkki, joka usein seuraa CRT: n käynnistymistä. Joskus, usein toistuvan pyöräilyn jälkeen, televisio ei degaussia. Tässä tapauksessa sammuta se, jätä se hetkeksi ja käynnistä se uudelleen.

miten se toimii

avain tässä on, että magneettikentät taivuttavat liikkuvan varautuneen polun hiukkanen, ja voimme käyttää tätä efektiä ohjaamaan sädettä. Ratkaisevaa kiihdytykselle! nopeammin liikkuvan hiukkasen taivuttamiseen tarvitaan suurempi magneettikenttä.

katodisädeputkessa elektronit sinkoutuvat katodilta ja kiihtyvät jännitteen kautta, jolloin niiden nopeus kasvaa noin 600 km / s jokaista läpiajossa olevaa volttia kohti. Osa näistä nopeasti liikkuvista elektroneista törmää putken sisällä olevaan kaasuun, jolloin se hehkuu, jolloin näemme säteen reitin. Helmholtzin keloja voidaan sitten käyttää kvantitoitavan magneettikentän levittämiseen johtamalla niiden läpi tunnettu virta.

CRT-TV: n kaavamainen esitys poikkileikkaukseltaan.
lataa tämä kuva ”

magneettikenttä aiheuttaa elektroneihin voiman, joka on kohtisuorassa sekä niiden kulkusuuntaan että magneettikenttään nähden. Tämä saa magneettikentässä olevan varautuneen hiukkasen kulkemaan ympyrärataa. Mitä nopeampi hiukkasen liike on, sitä suurempi on tietyn kentän ympyrä tai päinvastoin, sitä suurempi on säteen tietyn kaarevuussäteen tarvitsema kenttä. Tämän kvantitatiivisen pisteen tekeminen on mahdotonta ilman sekä hiukkasenergian että magneettikentän hallintaa, joten tämä on ilmoitettava, jos demossa ei ole näitä molempia.

CRT-TV: n tapauksessa elektronien kulkureitit vääristyvät, kun magneetti tuodaan lähelle näyttöä. Näytön kuva on riippuvainen siitä, että elektronit osuvat juuri näytön takaosassa oleviin fosforeihin, jotka säteilevät törmäyksessä erivärisiä valoja. Elektronit joutuvat siis laskeutumaan väärään paikkaan, mikä aiheuttaa kuvan vääristymisen ja psykedeeliset värit.