lampa elektronopromieniowa

lampa elektronopromieniowa była ciekawostką naukową odkrytą pod koniec XIX wieku, a ostoją technologii wyświetlania pod koniec XX wieku. Teraz wiemy, że tajemnicze „promienie katodowe” to w rzeczywistości elektrony—i możemy użyć magnesów do wygięcia ich ścieżki.

Aparatura

ten eksperyment wymaga oczywiście lampy elektronopromieniowej wypełnionej gazem, który świeci, gdy elektrony uderzają w niego. Idealny CRT jest zamknięty w cewkach Helmholtza, aby umożliwić zastosowanie zmiennego pola magnetycznego. W przypadku braku cewek Helmholtza do wygięcia wiązki elektronów powinien wystarczyć silny magnes neodymowy.

oprócz lampy elektronopromieniowej, prawdopodobnie będziesz potrzebował czułej kamery, aby pokazać publiczności wyniki tego eksperymentu. Wiązki elektronów są zbyt słabe, aby cokolwiek, z wyjątkiem bardzo małej publiczności, aby zobaczyć bezpośrednio, i są czymś w rodzaju wyzwania dla sprzętu wideo też! Prawdopodobnie konieczne będzie zastosowanie aparatu z trybem nocnym lub ręczną kontrolą wzmocnienia (lub ISO) i czasu otwarcia migawki.

Jeśli nie masz lampy kineskopowej, Stary Telewizor CRT lub monitor komputerowy i silny magnes zapewnią bardziej jakościową wersję tego demo.

pokazy

lampa kineskopowa

1. przyciemnij światło i włącz kamerę, jeśli używasz.
2. Podkręć energię wiązki elektronów, aż gaz wewnątrz kuli ziemskiej będzie wyraźnie świecił.
3. Jeśli twój CRT nie ma cewek Helmholtza, po prostu pomachaj magnesem neodymowym w pobliżu CRT, aby pokazać zginanie wiązki. Może być to konieczne dość powoli, jeśli aparat jest ustawiony na niską liczbę klatek na sekundę, aby zwiększyć jego niską czułość na światło.
4. Jeśli twój CRT ma cewki Helmholtza, podkręć w nich prąd, aż wiązka się wygnie.
5. Po zakrzywieniu ścieżki wiązki, podkręć energię dalej i pokaż, że krzywizna maleje wraz ze wzrostem energii elektronów.
6. Zastosuj wyższe pole magnetyczne, aby wykazać, że krzywizna może być ponownie zwiększona przez zwiększenie natężenia pola magnetycznego.

Telewizor CRT/monitor + magnes



1. uzyskaj obraz na ekranie telewizora lub komputera. Jeśli jest to ekran komputera po prostu podłączenie go do laptopa powinno działać. W przypadku telewizora wiele kamer i aparatów cyfrowych będzie miało połączenie S-video, komponentowe lub kompozytowe; starsze kamery mogą mieć te bezpośrednio, ale nowsze kamery lub aparaty cyfrowe mogą mieć niestandardowy kabel, który podłącza się do mini-USB lub podobnego gniazda w aparacie i przekazuje się do wielu typów złączy w celu wstawienia do telewizora. Stosunkowo nieruchomy, jasny obraz lub wideo sprawia, że efekt, który obserwujemy, jest łatwiejszy do rozróżnienia.
2. umieść silny magnes blisko ekranu telewizora. Obraz będzie się wypaczać i pojawią się zamiatające ślady kolorów.
3. jeśli zniekształcenia i kolory pozostają po oderwaniu magnesu od telewizora, wyłączenie go i ponowne włączenie powinno zmusić telewizor do „rozmagnesowania”, co naprawi problem—jest to oznakowane przez charakterystyczny klekot, który często towarzyszy włączeniu CRT. Czasami, często po powtórzeniu jazdy na rowerze, telewizor nie będzie się rozmagnesowywał. W takim przypadku wyłącz go, pozostaw na krótki okres i włącz ponownie.

Statystyka życiowa

prędkość elektronu przyspieszonego przez 1 V:
600 km/S

Siła magnesów zginających LHC:
8,36 T

jak to działa

kluczem jest to, że pole magnetyczne wygina ścieżkę poruszającego się naładowanego elektronu.cząstka, i możemy wykorzystać ten efekt do sterowania wiązką. Najważniejsze dla przyspieszenia! przepis, potrzebujesz większego pola magnetycznego, aby zgiąć szybciej poruszającą się cząstkę.

w lampie elektronopromieniowej elektrony są wyrzucane z katody i przyspieszane przez napięcie, uzyskując około 600 km/s na każde napięcie, przez które są przyspieszane. Niektóre z tych szybko poruszających się elektronów zderzają się z gazem wewnątrz rury, powodując jego świecenie, co pozwala nam zobaczyć ścieżkę wiązki. Cewki Helmholtza można następnie wykorzystać do zastosowania wymiernego pola magnetycznego, przepuszczając przez nie znany prąd.

schematyczne przedstawienie telewizora CRT w przekroju.
Pobierz ten obraz „

pole magnetyczne spowoduje działanie siły na elektrony, która jest prostopadła zarówno do ich kierunku ruchu, jak i pola magnetycznego. Powoduje to, że naładowana cząstka w polu magnetycznym podąża Okrężną ścieżką. Im szybszy ruch cząstki, tym większy okrąg dla danego pola lub odwrotnie, tym większe pole potrzebne dla danego promienia krzywizny wiązki. Osiągnięcie tego punktu ilościowego jest niemożliwe bez kontroli zarówno nad energią cząstek, jak i polem magnetycznym, więc będzie to konieczne, jeśli Twoje demo nie ma obu tych wartości.

w przypadku telewizora CRT ścieżki elektronów są zniekształcone przez magnes zbliżający się do ekranu. Obraz na ekranie zależy od elektronów precyzyjnie uderzających w luminofory z tyłu ekranu, które emitują różne kolory światła po uderzeniu. Elektrony są więc zmuszone wylądować w niewłaściwym miejscu, powodując zniekształcenie obrazu i psychodelicznych kolorów.