Учбовий прилад з фізики для дослідження руху електронів в електричних і магнітних полях

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ( 5 1 ) 5 О_09 В 23/ J 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР t (21 ) 4267325/31-12 (22) 24.06.87 (46) 15.01 . 9 0 . Бюл. 8° 2 (71) Львовский государственный университет им. Ив, Франко и Львовский лесотехнический институт (72) 10оМ.0рищин, В.П.Савчин, Б.К.Вайданич и И.М.Стахира (53) 001 . 8 ( 0 8 8 . 8 ) (56) Авторское свидетельство СССР W 1472940, кл„ G 09 В 23/18, 1987, (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ ( 5 7 ) И з о б р е т е н и е о т н о с и т с я к учебным приборам и может быть и с п о л ь з о в а н о п р и и з у ч е н и и движения э л е к т р о н о в в э л е к т р и ч е с к и х и магнитных п о л я г . Цель и з о б р е т е н и я - повышение т о ч н о с т и и з м е р е н и я . Учебный п р и б о р с о д е р жит э л е к т р о н н о - л у ч е в у ю т р у б к у , э л е к т р о н н а я пушка к о т о р о й подключена к блоку п и т а н и я , п л а с т и н ы горизонталь™ н о г о о т к л о н е н и я с в я з а н ы с первым и с точником р е г у л и р у е м о г о н а п р я ж е н и я , система магнитного отклонения выполнена в виде д и а м е т п а л ь н о р а с п о л о ~ жеяньтя п р о в о д н и к о в , размещенных в д о л ь пластин вертикального отклонения с о осно г о р л о в и н е э л е к т р о н н о - л у ч е в о й трубки и подкпюченных к и с т о ч н и к у р е г у л и р у е м о г о т о к а . Пластины в е р т и кального отклонения подсоединены к второму источнику регулируемого н а пряжения " е р е з параллельно включенные эталонный к о н д е н с а т о р и п е р е к л ю ч а т е л ь . Параллельно пластинам в е р т и к а л ь н о г о о т к л о н е н и я подключены г е р конный п р е р ы в а т е п ь и д о п о л н и т е л ь н ы й к о н д е н с а т о р в виде д в у х п а р а л л е л ь н ы х п л а с т и н , площадь которых больше п л о щади п л а с т и н в е р т и к а л ь н о г о о т к л о н е н и я , а р а с с т о я н и я между п л а с т и н а м и р а в н ы , I з , п „ ф-лы, 1 и п . Изобретенье относится к лабораторным учебным приборам и может быть и с п о л ь з о в а н о при и з у ч е н и и движения электронов в электрических и магнитных ПОЛЯХ. Цель и з о б р е т е н и я - повышение т о ч н о с т и измерений На ч е р т е ж е п р е д с т а в л е н а б л о к - с у е на п р и б о р а Учебный прибор содержит э п е к т р о н н о - л у ч е в у ю Tpv6Ky 1, в с о с т а в к о т о рой в х о д и т э л е к т р о н н а я пушка 2* пластины 3 горизонтального о т к л о н е ния п у ч а , п л а с т и н ы 4 в е р т и к а л ь н о г о о т к л о н е н и я л у ч а , блок 5 п и т а н и я , п о д соединенный к э л е к т р о н н о й пушке 2 , источник 6 р е г у л и р у е м о г о н а п р я ж е н и я , подключенный к п л а с т и н а м 3 г о р и з о н т а л ь н о г о о т к л о н е н и я , с и с т е м а 7 маг-« нитного отклонения, с в я з а н н а я с и с точником 8 ре г улируемого т о к а , а также добавочный к о н д е н с а т о р 9, г е р конный п р е р ы в а т е л ь 10, эталонный конд е н с а т о р 1 1 , п е р е к л ю ч а т е л ь 12 ч и с точник 13 р е г у л и р у е м о г о н а п р я ж е н и я , к одной выходной клемме к о т о р о г о подключена о д н а и з п л а с т и н k в е р т и к а л ь н о г о о т к л о н е н и я , а в т о р а я выходная 1536431 клеммл через параллельно включенные эталонный конденсатор 11 и переключатель 12 с в я з а н а с второй пластиной 4 вертикального отклонения. Герконный прерыватель 10 и добавочный к о н денсатор 9 подсоединены параллельно пластинам 4 вертикального отклонения. Добавочный конденсатор 9 п р е д с т а в ляет собой две плоскопараллельные JQ пластины, площадь которых в н е с к о л ь ко десятков раз превышает площадь пластин 4 вертикатьного отклонения, а расстояние между ними равны,, В этом случае эквивалентная емкость j^ пластин 4 вертикального отклонения и добавочного конденсатора 9 значительно превосходит паразитную емкость монтажа, влияние которой при работе прибора можно не учитывать. 20 Герконный прерыватель 10 предназначен для периодической разрядки ( з а корачивания) 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 электронЗО но-лучевой трубки 1 на уровне и по длине пластин 4 вертикального о т клонения и состоит из проводников, уложенных в два диаметрально противоположных продольных паза цилиндрического каркаса из диэлектрического мате- 35 риала (не у к а з а н о ) . Использование двух диаметрально противоположно размещенных участков обмотки обеспечивает, кроме т о г о , ^о большую однородность магнитного поля в приосевой области электронно-лучевой трубки 1 внутри отклоняющей системы. Блок 5 питания электронной пушки 45 2 обеспечивает фокусировку и р е г у лирование яркости электронного луча, а также позволяет устанавливать определенное ускоряющее напряжение UuC)t , измеряемое киловольтметроМо 50 Учебный прибор используют следующим образом,, После включения прибора, установления требуемых яркости и фокуса устанавливают определенное, контро- ее лируемое киловольтметром Нлока 5 питания ускоряющее напряжение Писк * по которому определяют скорость V движения электронов V= где е - заряд электрона; m - масса электрона. Затем изменением напряжения с выхода источника 6 регулируемого напряжения добиваются установки электронного луча в центре экрана э л е к тронно-лучевой трубки 1 с Замыкая переключатель 12, закорачивают э т а лонный конденсатор 11 и подачей напряжения от источника 5 3 регулируемого напряжения на пластины 4 вертикального отклонения создают электрическое поле, которое моделируется с определенной частотой герконным прерывателем 10, производится р а з вертка луча по экрану в отрезок длиной 20-30 мм вверх или вниз от центра экрана (в зависимости от полярности приложенного к пластинам напряжения). Измеряют значение напряжения U n f t . Затем для создания магнитного поля пропускают через систему 7 магнитного отклонения электрический ток от источника 8 регулируемого тока и изменением величины тока д о биваются смещения светящегося о т р е з ка на экране электронно-лучевой трубки 1 вдоль этого отрезка на его величину в сторону, противоположную начальному положению относительно центра трубки. Измеряют значение тока I , Не изменяя величины тока через систему 7 магнитного отклонения, размыкают переключатель 12, При этом последовательно с пластинами 4 в е р тикального отклонения и конденсатором 9 подключается эталонный конденсатор 1 1 . Увеличивая напряжение с выхода источника 13 реї улируемого напряжения, добиваются восстановления длины светящего отрезка на экране электронно-лучевой трубки 1. Это произойдет, когда напряжение на пластинах 4 вертикального отклонения опять станет равным U п л . Определяют эквивалентную емкость С э к 6 параллепьного соединения п л а с тин 4 вертикального ш и п н е н и я и д о полнительного конденсатпра 9 С- по формуле с I где U - напряжение нн югпедовательном соединении , и О э к в . 153МЗЇ 6 первым источником регулируемого напряжения, система магнитного отклонения подсоединена к источнику регулируемого тока, одна из пластин где S „ и F r t - соответственно пловертикального отклонения подклющади пластин 4 вертичена непосредственно к первой выходкального отклонения и ной клемме второго источника регулипластин дополнительноруемого напряжения, вторая выходная го конденсатора 9; клемма которого соединена с другой d - расстояние мехсду п л а с о пластиной вертикального отклонения тинами, через параллельно включенные эталонопределяют электрическую постоянную ный конденсатор и переключатель, о т л и ч а ю щ н й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен дополнительным конСкорость света в вакууме опредеденсатором и герконным прерывателем, ляют по формуле подключенными параллельно пластинам вертикального отклонения, причем площадь пластин дополнительного кон20 m. денсатора больше площади пластин вертикального отклонения, а расстояния между пластинами равны. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Г - f* 1, Учебный прибор по физике для исследования движения электронов в электрических и магнитных полях» с о держащий электронно-лучевую трубку, электронная пушка которей подключена к блоку питания, пластины горизонтального отклонения связа.ны с J Редактор Петрова 2, Прибор по п . 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обмотка с и с темы магнитного отклонения выполнена в виде параллельных проводников, размещенных соосно горловине электроннолучевой трубки и диаметрально про30 тивоположно. 25 Составитель А. Козлов Техред М.Дидык' Корректор Т. Малец Заказ 111 Тираж 387 Подписное В И П Государ Производетненчп-издательскип комбинат "Патент", г . Ужгорі-'і, ул. Гагарина, 101