Електронно – променева трубка.

Якщо в аноді двохелектродної електронної лампи зробити невеликий отвір, то частина електронів, прискорених електричним полем, створить за анодом електричний пучок. Кількість електронів у пучку можна регулювати, помістивши між катодом і анодом додатковий електрод і змінюючи його потенціал.

Отриманий електронний пучок має такі властивості:

1) попадаючи на тіла, викликає їх нагрівання і використовується для електронного плавлення надчистих металів;

2) під час гальмування швидких електронів пучка, що попадають на речовину, виникає рентгенівське випромінювання;

3) такі речовини, як скло, сульфіди цинку і кадмію, бомбардовані електронами, світяться;

4) електронні пучки відхиляються електричним полем (наприклад, пролітаючи між пластинами конденсатора, електрон відхиляється від негативно зарядженої пластини);

5) електронні пучки відхиляються і в магнітному полі.

Властивість електронних пучків поширюватися прямолінійно, відхилятися в електричному або магнітному полі і викликати світіння люмінофорів використовують в електронно-променевих трубках (мал. 3). У вузькій частині трубки розміщено електронну гармату, що складається із катода 1 і анода 2 (частіше їх декілька, розміщених один за одним). Між першим анодом і катодом створюється різниця потенціалів в сотні і навіть тисячі вольт для прискорення електронів. Між анодом і екраном трубки 5, покритим шаром люмінофору, розміщено дві пари керувальних пластин 3 і 4, на які подається напруга, що відхиляє електронний промінь. Оскільки маса електронів пучка мала, вони майже безінерційно реагують на зміну напруги на керувальних пластинах. Тому електронно-променеві трубки широко використовують для вивчення швидкоплинних процесів. Вони є складовою частиною осцилографів, телевізорів. Їх використовують в моніторах комп'ютерів та інших пристроїв. Електронним пучком у кінескопі телевізора керують за допомогою магнітного поля котушок, надітих на трубку.

мал. 3

Однак випромінювання, яке поширюється в просторі навколо електронно-променевих трубок, шкідливе і тому їх поступово замінюють на екрани з рідких кристалів.

Приклад розв’язування задачі:

Задача 1. Яку швидкість має електрон, що пройшов різницю потенціалів 100В у вакуумі?

Розв’язання

1

=

Відповідь: .

Питання для самоперевірки:

1. Що називають вакуумом?

2. Що таке термоелектронна емісія?

3. Поясніть будову вакуумного діода.

4. Побудувавши схему досліду, поясніть принцип роботи вакуумного діода.

5. Побудуйте вольт-амперну характеристику вакуумного діода.

6. Які функції може виконувати діод?

7. Які закономірності електричного струму у вакуумі? Чи виконується для струму у вакуумі закон Ома?

8. Що розуміють під електронним променем (пучком)?

9. Які властивості електронних променів (пучків) ви знаєте?

10. Нарисуйте схему і поясніть принцип дії електронно-променевої трубки.

11. Наведіть приклади застосування струму у вакуумі

Завдання для самоперевірки:

1. Електрон, маючи швидкість V_о=2000км/с, проходить у прискорювальному електричному полі різницю потенціалів 50В. Визначити його кінетичну енергію.

Відповідь: 9,82·10^-18Дж.

2. З якою швидкістю рухаються електрони в кінескопі телевізора за прискорювальної напруги 30 кВ?

Відповідь: 1,87·10⁷ = м/с.

 

 

Література: С.У. Гончаренко Фізика 10клас (§80,81,82)

 

ТЕМА 6

 

Розділ: Електричний струм в різних середовищах.

 

Тема: Четвертий стан речовини – плазма.

Мета вивчення: ознайомлення з поняттям четвертого стану речовини – плазми.

 

План вивчення:

1.Що таке плазма.

2.Методи отримання плазми. Високотемпературна плазма. Низькотемпературна плазма.

1. Поняття про плазму

Розглядаючи електричні розряди в газах, ми говоримо про те, що газ у міжелектродному просторі сильно іонізований. За високого ступеня іонізації газ набуває нових властивостей і фактично є особливим станом речовини, відмінним від газоподібного, рідкого чи кристалічного. Тому такий сильно іонізований газ дістав назву плазми — четвертого стану речовини. Таким є, наприклад, стан газу в стовпі тліючого розряду, дуговому розряді, каналі іскрового розряду. Ос­кільки концентрація електронів та іонів у плазмі однакова, то сумарний об'ємний заряд у ній, як і в металах, дорівнює нулю. Це дуже важлива властивість плазми. Взагалі тонізований газ можна назвати плазмою тільки в тому випадку, коли він у цілому електрично нейтральний.

Властивості плазми як сильно іонізованого газу істотно відрізняються від властивостей слабо іонізованого, а тим більше неіонізованого газу. Які ж саме властивості плазми?

Звичайно ступінь іонізації газу в плазмі становить відсотки і навіть десятки відсотків. Тому плазма має дуже велику електропровідність і за характером своєї електропро­відності наближається до металів. Завдяки високій електропровідності плазма сильно взаємодіє із зовнішніми електричними і магнітними полями і саме ці поля сильно впливають на її властивості.

Плазма має деяку схожість зі звичайними газами і підлягає багатьом газовим законам. Проте між плазмою та звичайними газами є великі відмінності. У плазмі іони й електрони сильно взаємодіють між собою внаслідок дії кулонівських сил. Оскільки ці сили є більше далекодіючими (обернена пропорційність r²), ніж сили взаємодії між нейтральними молекулами (звичайно обернена пропор­ційність г² для сил притягання), то плазма є своєрідним пружним середовищем, в якому можуть легко збуджуватися і поширюватися різноманітніші, ніж у звичайному газі, коливання і хвилі. Особливо різко відрізняється плазма від звичайного газу, коли є зовнішнє електричне або магнітне поле. В цьому випадку на частинки плазми (іони й елек­трони) діють збоку полів великі сили, яких не існує в газі нейтральних атомів і молекул.

Обидві ці обставини в поєднанні з великою електропро­відністю плазми приводять до того, що властивості плазми за наявності електричних полів різко відрізняються від властивостей звичайних газів і рідин.