Учебный прибор по физике для исследования движения электронов в электрических и магнитных полях

 

Изобретение относится к лабораторным учебным приборам и может быть использовано при изучении движения электронов в электрических и магнитных полях. Целью изобретения является повышение точности измерения. Учебный прибор содержит электронно-лучевую трубку, электронная пушка которой подключена к блоку питания, пластины горизонтального отклонения связаны с первым источником регулируемого напряжения, система магнитного отклонения выполнена в виде диаметрально расположенных проводников, размещенных вдоль пластин вертикального отклонения соосно горловине электронно-лучевой трубки и подключенных к источнику регулируемого тока. Пластины вертикального отклонения подсоединены к второму источнику регулируемого напряжения через параллельно включенные эталонный конденсатор и переключатель. Параллельно пластинам вертикального отклонения подключены герконный прерыватель и дополнительный конденсатор в виде двух параллельных пластин, площадь которых более площади пластин вертикального отклонения, а расстояния между пластинами равны. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51)5 G 09 В 23/18 1 Г .2

g i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АBTGPCHOMV СВИ4ЕТЕПЬСТВУ

1.з г:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4267325/31-1 2 (22) 24 ° 06.87 (46) 1 5.01.90. Бюл. и 2 (71) Львовский государственный университет им. Ив, Франко и Львовский лесотехнический институт (7 2) 10.M.Îðèùèí, В,П.Савчин, В. И, Вайданич и И.M . .С тахира (53) 001.8(088.8) (56) Авторское свидетельство ГССР

Р 1472940, кл. G 09 В 23/18, 1987, (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ

ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ (57) Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано при изучении движения электронов в электрических и магнитных полях.

Цель изобретения — повышение точности измерения. Учебный прибор содержит электронно-лучевую трубку, электронная пушка которой подключена к

Изобретение относится к лабораторным учебным приборам и может быть использовано при изучении движения электронов в электрических и магнитных полях.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже представлена блок-схема прибора.

Учебный прибор содержит электронно-лучевую трубку 1, в состав которой входит электронная пушка 2, пластины 3 горизонтального отклонения луча, пластины 4 вертикального

2 блоку питания, пластины горизонтального отклонения связаны с первым источником регулируемого напряжения, система магнитного отклонения выполнена в виде диаметрально расположенных проводников, размещенных вдоль пластин вертикального отклонения соосно горловине электронно-лучевой трубки и подключенных к источнику регулируемого тока. Пластины вертикального отклонения подсоединены к второму источнику регулируемого напряжения через параллельно включенные эталонный конденсатор и переключатель. Параллельно пластинам вертикального отклонения подключены герконный прерыватель и дополнительный конденсатор в виде двух параллельных пластин, площадь которых больше площади пластин вертикального отклонения, а расстояния между пластинами равны. 1 з и. ф лы, 1 ил.

1 отклонения луча, блок 5 питания, под- 4 соединенный к электронной пушке 2, СИ источник 6 регулируемого напряжения, подключенный к пластинам 3 горизонтального отклонения, система 7 магнитного отклонения, связанная с источником 8 регулируемого тока, а также добавочный конденсатор 9, герконный прерыватель 10, эталонный конденсатор 11 переключатель 12 и источник 13 регулируемого напряжения, к одной выходной клемме которого подключена одна из пластин 4 вертикального отклонения, а вторая выходная

1536431 клемма через параллельно включенные эталонный конденсатор 11 и переключатель 12 связана с второй пластиной

4 вертикального отклонения. Герконпый прерыв атель 1 0 и доб ав очный конденсаторр 9 подсоединены параллельно пластинам 4 вертикального отклонения.

Добавочный конденсатор 9 представляет собой две плоскопараллельные пластины, площадь которых в несколько десятков раэ превышает площадь пластин 4 вертикального отклонения, а расстояние между ними равны. В этом случае эквивалентная емкость пластин 4 вертикального отклонения и добавочного конденсатора 9 значительно превосходит паразитную емкость монтажа, влияние которой при работе прибора можно не учитывать.

Герконный прерыватель 10 предназначен для периодической разрядки (закорачивания) пластин 4 вертикального отклонения, что устраняет возможность их электростатической зарядки 25 в процессе работы прибора, искажающей результаты измерений.

Система 7 магнитного отклонения расположена на горловине электрон- 30 но-лучевой трубки 1 на уровне и по длине пластин 4 вертикального отклонения и состоит из проводников, уложенных в два диаметрально противоположных продольных паза циликдрического каркаса из диэлектрического материала (не указано).

Использование двух диаметрально противоположно размещенных участков обмотки обеспечивает, кроме того, 40 большую однородность магнитного поля в приосевой области электронно-лучевой трубки 1 внутри отклоняющей системы.

Блок 5 питания электронной пушки 45

2 обеспечивает фокусировку и,регулирование яркости электронного луча, а также позволяет устанавливать определенное ускоряющее напряжение

U к, измеРЯемое киловольтметРом. 50

Учебный прибор используют следующим образом.

После включения прибора, установления требуемых яркости и фокуса устанавливают опрецеленное, контролируемое киловольтметром блока 5 питания ускоряющее напряжение U, по которому определяют скорость V движения элек тронов

m где е — заряд электрона;

m — масса электрона, Затем изменением напряжения с выхода источника 6 регулируемого напряжения добиваются установки электронного луча в центре экрана электронно-лучевой трубки 1, Замыкая переключатель 12, закорачивают эталонный конденсатор 11 и подачей напряжения от источника 1 3 регулируемого напряжения на пластины 4 вертикального отклонения создают электрическое поле, которое моделируется с определенной частотой герконным прерывателем 10, производится развертка луча по экрану в отрезок длиной 20-30 мм вверх или вниз от центра экрана (р зависимости от полярности приложенного к пластинам напряжения), Измеряют значение напряжения U Затем для создания магнитного поля пропускают через систему 7 магнитного отклонения электрический ток от источника 8 регулируемого тока и изменением величины тока добиваются смещения светящегося отрезка на экране электронно-лучевой трубки 1 вдоль этого отрезка на его величину в сторону, противоположную начальному положению относительно центра трубки. Измеряют значение тока T, He изменяя величины тока через систему 7 магнитного отклонения, размыкают переключатель 12. При этом последовательно с пластинами 4 вертикального отклонения и конденсатором 9 подключается эталонный конденсатор 11, Увеличивая напряжение с выхода источника 13 регулируемого напряжения, добиваются восстановления длины светящего отрезка на экране электронно-лучевой трубки 1, Это произойдет, когда напряжение на пластинах 4 вертикального отклонения опять станет равным 11п, Определяют эквивалентную емкость

С >к параллельного соединения пластин 4 вертикального отклонения и дополнительного конденсат< ра 9 С, по формуле

: лЛ.

С экю о ил где 11 — напряжение на:о<.ледовательном соединении ., ... и С,к, l 53643 где Б „ и Б — соответственно пло" пп щади пластин 4 вертикального отклонения и

С о(1-1 11 па ) 1.

Un„Hns

Скорость света в вакууме определяют по формуле

2еУ с

m УС„71! — Un„g

Формула изобретения

1, Учебный прибор по физике для исследования движения электронов в электрических и магнитных полях, содержащий электронно-лучевую трубку, электронная пушка котор(,й подключена к блоку питания, пластины горизонтального отклонения связаны с

2. Прибор по и, 1, о т л и ч а ю шийся тем, что обмотка системы магнитного отклонения выполнена

Составитель А. Козлов

Техред M.Äèäûê Корректор Т. Малец

Редактор М, Петрова

Заказ 111 Тираж 387 Подписное

ВНИИПИ 1осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4!5

Производс твенно-издательский комбинат "Патент", г.ужгор т, ул. Гагарина, 101 пластин дополнительного конденсатора 9;

6 — расстояние между плас10 тинами, определяют электрическую постоянную

1 6 первым Источником регулируемого напряжения, система магнитного отклонения подсоединена к источнику регулируемого тока, одна из пластин вертикального отклонения подключена непосредственно к первой выходной клемме второго источника регулируемого напряжения, вторая выходная клемма которого соодинена с другой пластиной вертикального отклонения через параллельно включенные эталонный конденсатор и переключатель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен дополнительным конденсатором и герконным прерывателем, подключенными параллельно пластинам вертикального отклонения, причем площадь пластин дополнительного конденсатора больше площади пластин вертикального отклонения, а расстояния между пластинами равны. в виде параллельных проводников, размещенных соосно горловине электроннолучевой трубки и диаметрально противоположно.