Katodestrålerør

katodestrålerøret var en vitenskapelig nysgjerrighet oppdaget i slutten av det 19. århundre, og en bærebjelke i skjermteknologi i slutten av det 20.århundre. Vi vet nå at de mystiske ‘katodestrålene’ faktisk er elektroner—og vi kan bruke magneter til å bøye veien.

Apparat

dette eksperimentet krever åpenbart et katodestrålerør fylt med gass som lyser når elektroner treffer det. Den ideelle CRT er omsluttet Av Helmholtz-spoler for å tillate et varierende magnetfelt som skal påføres. I fravær Av Helmholtz-spoler bør en sterk neodymmagnet være tilstrekkelig til å bøye elektronstrålen.I tillegg til et katodestrålerør trenger du sannsynligvis et følsomt kamera for å vise publikum resultatene av dette eksperimentet. Strålene av elektroner er for svake for noe annet enn et veldig lite publikum å se direkte, og er noe av en utfordring for videoutstyr også! Et kamera med nattmodus, eller manuell kontroll over forsterkning (ELLER ISO) og lukkerhastighet vil trolig være nødvendig.

hvis du ikke har et katodestrålerør, vil en gammel CRT-TV eller dataskjerm og en sterk magnet gi en mer kvalitativ versjon av denne demoen.

demonstrasjonene

Katodestrålerør

1. Dim lysene og slå på kameraet hvis du bruker en.
2. Skru opp energien til elektronstrålen til gassen inne i kloden er tydelig glødende.
3. HVIS CRT ikke Har Helmholtz-spoler, bølger du bare neodymmagneten nær CRT for å vise bjelkebøyningen. Du må kanskje gjøre dette ganske sakte hvis kameraet er satt til en lav bildefrekvens for å øke sin svake lysfølsomhet.
4. Hvis CRT har Helmholtz-spoler, skru opp strømmen i dem til strålen bøyer seg.
5. etter å ha buet banen til strålen, skru opp energien videre og vis at krumningen avtar med økende elektronenergi.
6. Bruk et høyere magnetfelt for å demonstrere at krumningen igjen kan økes ved å øke magnetfeltstyrken.

CRT TV/monitor + magnet

1. Få et bilde på tv-eller dataskjermen. Hvis det er en dataskjerm, må du bare koble den til en bærbar pc. For EN TV vil mange videokameraer og digitale stillbildekameraer ha En S-video, komponent eller komposittforbindelse; eldre videokameraer kan ha disse direkte, men nyere videokameraer eller digitale kameraer kan ha en skreddersydd kabel som kobles til en mini-USB eller lignende kontakt på kameraet og strømmer ut til flere typer kontakt for innsetting i TVEN. Et relativt stille, lyst bilde eller video gjør effekten vi skal observere lettere å skille mellom.
2. Sett den sterke magneten nær TV-skjermen. Bildet vil deformere, og feiende stier av farge vil vises.
3. hvis forvrengningen og fargene forblir etter å ha tatt magneten bort fra TV—EN, slår den av og på igjen, bør tv-en tv til ‘degauss’ som vil løse problemet-dette betegnes av den karakteristiske clunk som ofte følger MED EN CRT-slå på. Noen GANGER, ofte etter gjentatt sykling, VIL TVEN mislykkes i degauss. I så fall slå den av, la den stå i en kort periode, og slå den på igjen.

hvordan det fungerer

nøkkelen her er at magnetfelt vil bøye banen til en bevegelig ladet partikkel, og vi kan gjøre bruk av denne effekten for å kontrollere en stråle. Avgjørende For Akselerere! oppskrift, du trenger et større magnetfelt for å bøye en raskere bevegelig partikkel.i katodestrålerøret blir elektroner kastet ut fra katoden og akselerert gjennom en spenning, og får rundt 600 km / s for hver volt de akselereres gjennom. Noen av disse raske elektronene krasjer inn i gassen inne i røret, noe som får det til å lyse, noe som gjør at vi kan se strålens sti. Helmholtz-spoler kan da brukes til å påføre et kvantifiserbart magnetfelt ved å sende en kjent strøm gjennom dem.

en skjematisk fremstilling AV EN CRT-TV i tverrsnitt.
Last ned dette bildet »

et magnetfelt vil føre til at en kraft virker på elektronene som er vinkelrett på både deres kjøreretning og magnetfeltet. Dette fører til at en ladet partikkel i et magnetfelt følger en sirkulær bane. Jo raskere bevegelsen av partikkelen, jo større sirkelen spores ut for et gitt felt eller omvendt, jo større er feltet som trengs for en gitt krumningsradius av strålen. Å gjøre dette kvantitative punktet er umulig uten kontroll over både partikkelenergi og magnetfelt, så dette må oppgis hvis demoen din ikke har begge disse.

I TILFELLE AV CRT-TV blir banene til elektronene forvrengt av at magneten blir brakt nær skjermen. Bildet på skjermen er avhengig av elektronene nøyaktig treffer fosfor på baksiden av skjermen, som avgir forskjellige farger av lys når påvirket. Elektronene blir dermed tvunget til å lande på feil sted, noe som forårsaker forvrengning av bildet og de psykedeliske fargene.