tub catodic

tubul catodic a fost o curiozitate științifică descoperită la sfârșitul secolului al 19-lea, și un pilon al tehnologiei de afișare la sfârșitul anului 20. Acum știm că misterioasele raze catodice sunt de fapt electroni—și putem folosi magneți pentru a le îndoi calea.

aparat

acest experiment necesită în mod evident un tub catodic umplut cu gaz care strălucește atunci când electronii îl lovesc. CRT ideal este închis de bobine Helmholtz pentru a permite aplicarea unui câmp magnetic variabil. În absența bobinelor Helmholtz, un magnet puternic de neodim ar trebui să fie suficient pentru a îndoi fasciculul de electroni.

în plus față de un tub cu raze catodice, probabil că veți avea nevoie de o cameră sensibilă pentru a arăta publicului rezultatele acestui experiment. Fasciculele de electroni sunt prea slabe pentru orice, cu excepția unui public foarte mic, pentru a vedea direct și sunt o provocare și pentru echipamentele video! O cameră cu un mod de noapte sau un control manual asupra câștigului (sau ISO) și a vitezei obturatorului va fi probabil necesară.

dacă nu aveți un tub catodic, un televizor vechi CRT sau un monitor de computer și un magnet puternic vor oferi o versiune mai calitativă a acestui demo.

demonstrațiile

tub catodic

1. stingeți luminile și porniți camera dacă utilizați una.
2. porniți energia fasciculului de electroni până când gazul din interiorul globului strălucește clar.
3. dacă CRT-ul dvs. nu are bobine Helmholtz, pur și simplu fluturați magnetul de neodim lângă CRT pentru a arăta îndoirea fasciculului. Poate fi necesar să faceți acest lucru destul de încet dacă camera este setată la o rată scăzută a cadrelor pentru a crește sensibilitatea scăzută la lumină.
4. dacă CRT-ul dvs. are bobine Helmholtz, ridicați curentul în ele până când fasciculul se îndoaie.
5. după ce ați curbat calea fasciculului, ridicați energia în continuare și arătați că curbura scade odată cu creșterea energiei electronice.
6. aplicați un câmp magnetic mai mare pentru a demonstra că curbura poate fi din nou crescută prin creșterea intensității câmpului magnetic.

CRT TV/monitor + magnet

1. obțineți o imagine pe ecranul televizorului sau al computerului. Dacă este un ecran de computer pur și simplu conectarea la un laptop ar trebui să funcționeze. Pentru un televizor, multe camere video și camere foto digitale vor avea o conexiune S-video, componentă sau compozită; camerele video mai vechi pot avea aceste direct, dar camerele video mai noi sau camerele digitale pot avea un cablu personalizat care se conectează la un mini-USB sau la o mufă similară a camerei și se alimentează la mai multe tipuri de conector pentru introducerea în televizor. O imagine sau un videoclip relativ nemișcat, luminos, face ca efectul pe care urmează să îl observăm să fie mai ușor de distins.
2. pune magnet puternic aproape de ecranul televizorului. Imaginea se va deforma și vor apărea trasee de culoare.
3. dacă distorsiunea și culorile rămân după îndepărtarea magnetului de la televizor, oprirea și pornirea din nou ar trebui să forțeze televizorul să ‘degauss’, ceea ce va rezolva problema—acest lucru este semnificat de clunk-ul distinctiv care însoțește adesea o pornire CRT. Uneori, de multe ori după ciclismul repetat, televizorul nu va reuși să degauss. În acest caz, opriți-l, lăsați-l pentru o perioadă scurtă și porniți-l din nou.

cum funcționează

cheia aici este că câmpurile magnetice vor îndoi calea unei încărcări în mișcare putem folosi acest efect pentru a controla un fascicul. Crucial pentru accelerarea! rețetă, aveți nevoie de un câmp magnetic mai mare pentru a îndoi o particulă care se mișcă mai repede.

în tubul catodic, electronii sunt evacuați din catod și accelerați printr-o tensiune, câștigând aproximativ 600 km / s pentru fiecare volt prin care sunt accelerați. Unii dintre acești electroni cu mișcare rapidă se prăbușesc în gazul din interiorul tubului, făcându-l să strălucească, ceea ce ne permite să vedem calea fasciculului. Bobinele Helmholtz pot fi apoi utilizate pentru a aplica un câmp magnetic cuantificabil prin trecerea unui curent cunoscut prin ele.

o reprezentare schematică a unui televizor CRT în secțiune transversală.
descărcați această imagine „

un câmp magnetic va determina o forță să acționeze asupra electronilor care este perpendiculară atât pe direcția lor de deplasare, cât și pe câmpul magnetic. Acest lucru face ca o particulă încărcată într-un câmp magnetic să urmeze o cale circulară. Cu cât mișcarea particulei este mai rapidă, cu atât cercul este mai mare pentru un câmp dat sau, dimpotrivă, cu atât este mai mare câmpul necesar pentru o anumită rază de curbură a fasciculului. Efectuarea acestui punct cantitativ este imposibilă fără controlul atât al energiei particulelor, cât și al câmpului magnetic, deci acest lucru va trebui declarat Dacă demo-ul dvs. nu are ambele.

în cazul televizorului CRT, căile electronilor sunt distorsionate de magnetul care este adus lângă ecran. Imaginea de pe ecran depinde de electronii care lovesc cu precizie fosforii din spatele ecranului, care emit diferite culori de lumină atunci când sunt afectați. Electronii sunt astfel forțați să aterizeze într-un loc greșit, provocând distorsionarea imaginii și a culorilor psihedelice.