Учебное устройство по физике Советский патент 1988 года по МПК G09B23/16 

о со

11

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 Франка - Герца.

На чертеже представлена схема учебного устройства по физике.

Учебное устройство по физике содержит наполненную парами ртути трех электродную лампу 1, электронно-лучевую трубку (осциллограф) 2, диод 3, резистор 4 нагрузки, понижающий трансформатор 5, термостат 6-с трансформаторным маслом и нагреватели 7.

Первый вьгаод 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 ной развертки осциллографа 2, с сеткой лампы 1 и через диод 3-е вторы выводом ее катода.

Лампа 1 размещена в термостате 6„

Устройство работает следукндим об- разом.

Благодаря наличию в питания накала лампы 1 диода 3 тЬк накала протекает только во время положительных полупериодов переменного напряжения, при этом ускоряющее напряже- ние, приложенное между сеткой и катодом, равно нулю и, следовательно, равны нулю ток коллектора (катода) и напряжение на сопротивлении (4) нагрузки . При отрицательном полуперио 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 горизонтально отклоняющие пластины осциллографа 2. В цепи коллектора протекает ток термоэлектронной эмиссии, пропорциональное ему падение напряжения на сопротивлении (4) нагрузки подаатся на вертикальные пластины осциллографа. Таким образом, за один полупериод напряжения вольт-амперная характеристика проходит дважды в прямом и обратном направлениях. В ка честве газонаполненной 1 используют манометрическую лампу ПМИ-2 в баллон которой вводят каплю ртути.

...

10

г

jn 25

д

355055

40

45

При изменении температуры баллона от комнатной до 100-120 С давление газа в лампе изменяется от 0,133 до 39,9- 93,1 Па, благодаря чему длина свободного пробега электронов изменяется от 1,3 м -до 5 мм.

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 , то на вольт-амперной характеристике появляются 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 вольт- амперную характеристику вакуумного диода; определить резонансньй 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 вьшод которого подключен к одному из выводов р.е- зистора, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения дидактического эффекта за счет демонстрации опыта Франка - Герца, оно снабжено диодом и термостатом, регистратор выполнен в виде электронно-лучевой тТзубки, а источник питания - в виде трансформатора переменного тока, при этом первый вьгаод трансформатора дополнительно подключен к первому выводу катода трех- электродной 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 электронно- л чeвoй трубки и через диод - к вто- ромз выводу катода трехэлектродной , причем баллон трехэлектродной лаьты заполнен парами ртути и размещен в термостате.

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 трех- электродной лампы, диод и регистра- тор, выполненный в виде электроннолучевой трубки, лампа размещена в термостате с нагревателем. 1 ил.

Составитель В.Тюркин Редактор А.Маковская Техред А.Кравчук Корректор М.Пожо

Заказ 4069/49

Тираж 459

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное