Учебное устройство по физике

 

1 =

ОПИСАН И Е

И ЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

252745

Союз Советских

Социзлистнческих

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 31.I.1968 (№ 1 214286 26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.1Х.1969. Бюллетень ¹ 29

Кл, 42п, 11/50

МПК Н 0Ц

УДК 621.385,832.42 (088.8) Комитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров

СССР

Дата опубликования описания 11.II.1970

Авторы изобретения

В. И. Травинский и В. И. Травинский

Заявитель

УЧЕБНОЕ УСТРОЙСТВО ПО ФИЗИКЕ где т, — масса покоя электрона;

ЗО m с — продольная масса;

Изобретение относится к приборам,,предназначенным для демонстрации релятивистского эффекта, связанного с увеличением массы электрона.

Известно устройство, применяемое в опытах Кауфмана, представляющее собой электроннолучевую трубку с электролюминесцентньвм экраном, содержащую источник Р-электронов и расположенную в скрещенных электрическом и магнитном полях. Однако известное устройство не,позволяет наблюдать динамику перехода от,классической траектории электрона,к релятивистской.

Отличие предложенного устройства состоит в том, что электроннолучевая трубка помещена в поперечное электрическое поле плоского конденсатора, пластины которого соединены с теми же,полюсами источника высоковольтното напряжения, что и анод и,катод электроннолучевой трубки. Это .позволяет демонстрировать релятивистское увеличение массы электрона и динамику .перехода от классической траектории электрона к релятивистской.

На фиг. 1 представлена схема предложенного устройства; на фиг. 2 — картина, наблюдаемая на экране трубки.

Устройство содержит электроннолучевую трубку 1 с катодом 2 и анодом 8 в виде параллельных дроков и косопоставленным люминесцентным экраном 4. Трубка расположена в поперечном электрическом поле плоского конденсатора, пластины 5 и б которого соединены с теми же полюсами источника высоковольтного напряжения 7, что и катод и анод трубки. В качестве источника напряжения использован трансформатор Тесла.

Устройство работает следующим образом.

В отсутствие поперечного электрического поля пучок электронов, попадая на люминес10 центный экран ЭЛТ, вызывает появление на нем прямой линии 8, представляющей собой траекторию электронов (фиг. 2). Под действием поперечного электрического поля, помимо основной линии 8, .появляется линия 9, 15 которая состоит из прямолинейного участка аб, соогветствующего классическому,поведению электрона, криволинейного участка вг, соответсгвующего релятивистскому поведению электрона, и переходного участка бв.

20 Криволинейный участок возникает в резуль тате релятивистского изменения при подаче на прибор напряжения порядка миллионов вольт продольной и поперечной масс электрона, рассчитываемых по формулам: т„= и, (1 — ) )- *

m = т,(1 — 3 )-, Составитель И. Еремина

Техрсд A. Л. Камышникова Корректор В. И. )Колудева

Редактор Громова

Заказ 200112 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4j5

Типография, пр. Сапунова, 2 ш — поперечная масса; у = — (о — скорость электрона, с — скорость с света).

Регистрация эффекта релятивистского возрастания массы электрона осуществима при соблюдении следующих условий: электроны в трубке должны двигаться с околосветовыми скоростями, т. е. для их ускорения необходимы сверхвысокие напряжения (достигается выбором в качестве источника напряжения трансформатора Тесла с амплитудным напряжением 1 млн. в); напряженность отклоняющего электрического, поля в рабочей области должна быть на порядок меньше напряженности ускоряющего поля, что достигается за счет ослабления поперечного поля стеклом трубки; ускоряющее продольное и отклоняющее поперечное поля должны быть взаимно перпендикулярны и в пределах трубки однородны (достигается это тем, что пластины конденсатора больше, чем экран, а электроды трубки выполнены в виде:параллельных дисков);,продольное и поперечное электрические поля должны быть стационарны и синфазны (достигается использованием ускоряющего напряжения с периодом 10 сек, что значительно больше времени пролета электрона через трубку); магнитное поле, возникающее при релятивистском движении заряженной частицы в электрическом поле, не должно искажать регистрируемые траектории элек5 тронов (достигается тем, что магнитное, поле, возникающее за счет релятивистских эффектов, перемещает электроны в плоскости, перпендикулярной направлению их движения и силовым линиям поперечного электрического

10 поля) .

Таким образом, с помощью предлагаемого устройства можно наблюдать и измерять релятивистский эффект возрастания массы электрона, 15

Предмет изобретения

Учебное устройство по физике, содержащее источник высоковольтного напряжения, электроннолучевую трубку с косопоставленным люминесцентным экраном, катодом и анодом, отличающееся тем, что, с целью наглядной демонстрации релятивистского увеличения массы электрона, электроннолучевая трубка помещена в поперечное электрическое поле плоского конденсатора, пластины которого соединены с теми же полюсами источника высоковольтного напряжения, что и катод и анод электроннолучевой трубки.