Cathode ray tube

the cathode ray tube was a scientific curiosity discovered in the late 19th century, and a mainstay of display technology in the late 20th. Sabemos agora que os misteriosos ‘raios catódicos’ são de facto electrões—e podemos usar ímanes para dobrar o seu caminho.este experimento obviamente requer um tubo de raios catódicos cheio de gás que brilha quando os elétrons o atingem. O CRT ideal é fechado por bobinas de Helmholtz para permitir a aplicação de um campo magnético variável. Na ausência de bobinas de Helmholtz, um forte íman de neodímio deve ser suficiente para dobrar o feixe de elétrons.

além de um tubo de raios catódicos, você provavelmente precisará de uma câmera sensível para mostrar ao seu público os resultados desta experiência. As vigas de elétrons são muito fracas para qualquer coisa, exceto uma audiência muito pequena para ver diretamente, e são algo de um desafio para o equipamento de vídeo também! Uma câmera com um modo noturno, ou controle manual sobre ganho (ou ISO) e velocidade do obturador provavelmente será necessário.se você não tiver um tubo de raios catódicos, uma TV CRT antiga ou monitor de computador e um íman forte irão fornecer uma versão mais qualitativa desta demonstração.

the demonstrations

Cathode ray tube

1. Dim the lights and turn on the camera if you’re using one.aumenta a energia do feixe de electrões até que o gás no interior do globo esteja claramente a brilhar.se o CRT não tiver bobinas de Helmholtz, basta acenar o íman de neodímio perto do CRT para mostrar a flexão do feixe. Você pode precisar fazer isso muito lentamente se a câmera está configurada para uma baixa taxa de quadros para aumentar a sua baixa sensibilidade à luz.se a sua CRT tiver bobinas de Helmholtz, aumente a corrente até que o feixe se dobre.tendo curvado o caminho do feixe, aumente a energia e mostre que a curvatura diminui com o aumento da Energia DOS elétrons.
2. aplicar um campo magnético superior para demonstrar que a curvatura pode novamente ser aumentada aumentando a força do campo magnético.

CRT TV/monitor + íman

1. obter uma imagem no ecrã da televisão ou do computador. Se é uma tela de computador simplesmente conectá-lo em um laptop deve funcionar. Para uma TV, muitas câmeras de camcorders e câmeras digitais terão uma conexão S-video, componente ou compósito; as câmaras de vídeo mais antigas podem ter estas diretamente, mas as câmaras de vídeo mais recentes ou câmeras digitais podem ter um cabo sob medida que se conecta em um mini-USB ou similar jack na câmera e se alimenta para vários tipos de conector para inserção na TV. Uma imagem ou vídeo relativamente calmo, brilhante faz com que o efeito que estamos prestes a observar seja mais fácil de distinguir.coloque o íman forte perto da tela de TV. A imagem vai deformar-se, e rastros de cor vão aparecer.se a distorção e as cores permanecerem depois de retirar o íman da TV, desligá—lo e voltar a ligá-lo deverá forçá-lo a “degauss”, o que irá resolver o problema-isto é significado pela clunk distintiva que muitas vezes acompanha uma CRT a ligar-se. Às vezes, muitas vezes depois de ciclismo repetido, a TV não vai conseguir degauss. Neste caso, desligue-o, deixe-o por um curto período de tempo, e volte a ligá-lo.

Como funciona

A chave aqui é que os campos magnéticos vai dobrar o caminho do movimento da partícula carregada, e podemos usar este efeito para o controle de uma viga. Crucial para a aceleração! receita, você precisa de um campo magnético maior para dobrar uma partícula em movimento mais rápido.

no tubo de raios catódicos, elétrons são ejetados do cátodo e acelerados através de uma tensão, ganhando cerca de 600 km/s por cada volts que são acelerados. Alguns destes elétrons em movimento rápido chocam com o gás dentro do tubo, fazendo-o brilhar, o que nos permite ver o caminho do feixe. As bobinas de Helmholtz podem então ser usadas para aplicar um campo magnético quantificável, passando por elas uma corrente conhecida.

uma representação esquemática de um televisor CRT na secção transversal.um campo magnético causará uma força para agir sobre os elétrons que são perpendiculares tanto à sua direção de viagem quanto ao campo magnético. Isto faz com que uma partícula carregada num campo magnético siga um caminho circular. Quanto mais rápido o movimento da partícula, maior o círculo traçado para um dado campo ou, inversamente, maior o campo necessário para um dado raio de curvatura do feixe. Fazer este ponto quantitativo é impossível sem controle sobre a energia das partículas e o campo magnético, então isso vai precisar ser declarado se sua demonstração não tem ambos.

no caso da TV CRT, os caminhos dos elétrons são distorcidos pelo íman sendo trazido perto da tela. A imagem na tela é dependente dos elétrons acertando fosforos precisamente na parte de trás da tela, que emitem diferentes cores de luz quando impactado. Os elétrons são, portanto, forçados a pousar no lugar errado, causando a distorção da imagem e das cores psicodélicas.