Учебное устройство по физике

 

Изобретение относится к учебным приборам по физике. Целью изобретения является повьппение дидактического эффекта за счет демонстрации опыта Франка - Герца. Устройство содержит трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к электродам трехэлектродной лампы, диод и регистратор, выполненный в виде электроннолучевой трубки, лампа размещена в термостате с нагревателем. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1417030 A1 (51)4 G 09 В 23/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4130948/31-12 (22) 08. 10. 86 (46) 15. 08. 88. Бюп. У 30 (71) Харьковский политехнический институт им.В.И,Ленина (72) А.С.Кочемировский, В.И.Федорченко и Т.В.Абрамова (53) 658.686.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1229800 А1, кл. С 09 В 23/18, 1984. (54) УЧЕБНОЕ УСТРОЙСТВО ПО ФИЗИКЕ (57) Изобретение относится к учебным приборам по физике. Целью изобретения является повышение дидактическо"

ro эффекта за счет демонстрации опыта

Франка — Герца, Устройство содержит трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к электродам трехэлектродной лампы, диод и регистра» тор, выполненный в виде электроннолучевой трубки, лампа размещена в термостате с нагревателем. 1 ил.

1417030

1О

Изобретение. относится к учебным демонстрационным приборам по физике. а именно к приборам для демонстрации явлений при столкновении электронов с атомами газа.

Целью изобретения является повышение дидактического эффекта путем демонстрации опыта Франкa - Герца.

На чертеже представлена схема учебного устройства по физике.

Учебное устройство по физике содержит наполненную парами ртути трехэлектродную лампу 1, электронно-лучевую трубку (осциллограф) 2, диод

3, резистор 4 нагрузки, понижающий трансформатор 5> термостат б,с трансформаторным маслом и нагреватели 7.

Первый вывод вторичной обмотки трансформатора 5 подключен к первому выводу катода лампы 1 и через резистор 4 — к ее аноду и входу вертикальной развертки осциллографа 2, Второй вывод вторичной обмотки трансформатора 5 соединен с входом горизонталь-25 ной развертки осциллографа 2, с сеткой лампы 1 и через диод 3 — с вторым выводом ее катода.

Лампа 1 размещена в термостате 6„

Устройство работает следующим образом.

Благодаря наличию в цепи питания накала лампы 1 диода 3 ток накала протекает только во время положительных полупериодов переменного напряжения, при этом ускоряющее напряжение, приложенное между сеткой и катодом, равно нулю и, следовательно, равны нулю ток коллектора (катода) и напряжение на сопротивлении (4) на грузки. При отрицательном полуперио- 40 де диод 3 заперт, ток накала через катод не протекает и падение напряжения на катоде равно нулю. Между сеткой и катодом действует ускоряющее напряжение, которое подается.на го- 45. ризонтально отклоняющие пластины осциллографа 2. В цепи коллектора протекает ток термоэлектронной эмиссии, пропорциональное ему падение напряжения на сопротивлении (4) нагрузки 5р подается на вертикальные пластины осциллографа. Таким образом, за один

:полупериод напряжения вольт-амперная характеристика проходит дважды в прямом и обратном направлениях. В ка-55 честве газонаполненной лампы 1 используют манометрическую лампу ПМИ-2, в баллон которой вводят каплю ртути.

При изменении температуры баллона от комнатной до 100-120 С давление газа в лампе изменяется от О, 133 до 39,993, 1 Па, благодаря чему длина свободного пробега электронов изменяется от 1,3 мдо 5мм.

Если баллон лампы 1 специально не подогревать, то вследствие низкой упругости паров ртути на экране осциллографа 2 наблюдается обычная вольт-амперная характеристика вакуумного диода. Если температуру баллона лампы 1 поддерживать при 100 С, то на вольт-амперной характеристике no" являются минимумы, обусловленные потерей электронами энергии при неупругих соударениях с атомами ртути. Положения этих минимумов соответствуют резонансному потенциалу атомов ртути.

Изобретение позволяет в одном демонстрационном опыте показать вольтамперную характеристику вакуумного диода; определить резонансный потенциал атома ртути; влияние неупругих соударений электронов с атомами газа на вольт-амперную характеристику (опыт Франка и Герца) .

Формула изобретения

Учебное устройство по физике, содержащее трехэлектродную лампу, источник питания, первый вывод которого подключен к одному из выводов резистора, и регистратор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения дидактического эффекта за счет демонстрации опыта Франка — Герца, оно снабжено диодом и термостатом, регистратор выполнен в виде электронно-лучевой трубки, а источник питания — в виде трансформатора переменного тока, при этом первый выводтрансформатора дополнительно подключен к первому выводу катода трехэлектродной лампы, второй вывод резистора — к входу вертикальной развертки электронно-лучевой трубки и аноду трехэлектродной лампы, а второй вывод трансформатора подсоединен к сетке трехэлектродной лампы, входу горизонтальной развертки электроннолучевой трубки и через диод — к второму выводу катода трехэлектродной лампы, причем баллон трехэлектродной лампы заполнен парами ртути и размещен в термостате.

1417030

Составитель В.Тюркин

Техред A.Кравчук Корректор М.Пожо

Редактор А.Маковская

Тираж 459 Подписное

В Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4069/49

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4