Модель линейного ускорителя Советский патент 1988 года по МПК G09B23/18 

/Г

4

СО О СО

ОС

со

Изобретение относится к демонстрационным приборам но физике.

Целью изобретения является повышение наглядности демонстрации ускорения электронов и ионов.

На чертеже показана схема предлагаемой модели.

Модель содержит подставку 1 из органического стекла, установленную горизонтально с помощью уравнительньЕх винтов 2. На нодставке при помощи прямоугольных пластинок 3 из электроизоляционного материала образован Г-образный желоб. Внутри этой фигуры расположена, серия электродов. Из них электроды 4 и 5 установлены на торцовых стенках плечи желоба по высоте г, где г - радиус шарика, а другие устанрв- .1ены заподлицо с поверхностью подставки.

Электрод 6 имеет круглую форму, а все остальные электроды вдоль длинного плеча Г-образного желоба имеют прямоугольную форму и расположены примерно на одина- КОБОЛ расстоянии друг от друга. Их длина по мере удаления от электрода 6 нарастает.

Электрод 7 имеет удлиненную форму и расположен параллельно короткому плечу желоба. Шарики 8 моделируют частицы - электроны и ионы.

Полярность каждого электрода может быть указанной на чертеже, или для всех - противоположная.

Модель питается от источника высокого напряжения, например от школьного высоковольтного преобразователя напряжения, через переключатель полярности.

Для подготовки модели к проведению опытов вдоль короткого плеча Г-образного желоба устанавливают несколько шариков 8 от настольного тенниса с тонким метал- лич еским покрытием. Нри этом все шарики расположены между электродом4 и отсекате- лем 9. Последний имеет горизонтальную ось вранхения, расположенную над внешней стенкой короткой части Г-образного желоба и параллельно ей. Отсекатель 9 снабжен металлическим шариком 10, контактирующим с элементом 7, и противовесом 11.

В зависимости от количества шариков 8 отсекатель смещают вдоль оси так, чтобы все они контактировали между собой и с электродом 4. Эта часть прибора моделирует иони- затор линейного ускорителя.

Модель работает следующим образом.

При подключении высоковольтного напряжения (и соблюдении , полярности электродов, указанной на чертеже) все шарики 8 приобретают положительный заряд. Одновременно шарик 10 заряжается одноименно с электродом 7 и, отталкиваясь от него.

0

5

5

п

5

0

5

0

0

поднимает отсекатель 9. Движущийся впереди ща.рик 8 притягивается к электроду 5, контактируя с ним, меняет знак заряда и под действие.м электрода 6 выводится на ускоряющее направление. Попадая на электрод 6, шарик вновь меняет знак заряда и притягивается к следующему электроду, и так далее. Таким образом, между любыми электродами, расположенными на длинном плече Г-образного желоба, щарик получает дополнительный ускоряющий импульс. Нарастание длины электродов в направлении ускорения необходимо для того, чтобы обеспечить достаточное время контакта для пол- ной перезарядки шарика с учетом увеличения его скорости.

Так как на «старте до отсекателя все шарики заряжены одноименно, между ними действуют силы отталкивания, то каждый из них, соблюдая определенный интервал, повторяет действия первого шарика. На пути полета шариков при вылете из модели размешают прозрачную ловушку с металлическим дном, установленную на демонстрационном электрометре (не показаны). Это позволяет установить знак заряда ускоренных шариков. Легко заметить, что при полярности электродов, указанных на чертеже, этот знак отрицательный, что моделирует ускорение электронов. Для моделирования образования и ускорения положительных ионов достаточно повторить опыт, изменив на противоположную полярность всех электродов с помощью переключателя.

Формула изобретения

Модель линейного ускорителя, содержащая имитатор частицы в виде электропроводящего щарика и расположенный на горизонтальной электроизолированной подставке желоб, вдоль которого на равлых расстояниях один от другого установлены ускоряющие электроды с чередующейся полярностью, отличающаяся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации ускорения электронов и ионов, он имеет дополнительные имитаторы частиц и отсекатель, выполненный в виде установленного с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси рычага, при этом желоб выполнен Г-образным, в коротком плече которого электроды установлены на торцовых стенках на высоте, равной радиусу шариков, отсекатель расположен поперек короткого плеча, а электроды расположены вдоль длинного плеча и имеют нарастающую по ходу движения шариков длину.

Изобретение относится к демонстрационным приборам по физике и может быть использовано, например, в учебном процессе. Цель изобретения - повышение наглядности демонстрации. Модель содержит подставку 1 из органического стекла, установленную горизонтально. На подставке при помощи прямоугольных пластинок 3 из электроизоляционного материала образован Г-образный желоб. Внутри желоба расположена серия электродов. Из них электроды 4 н 5 установлены на торцовь х стенках короткого плеча желоба на высоте г. где г - радиус шарика и.митатора частицы, а другие установлены заподлицо с поверхностью подставки. Электрод 6 имеет круглую форму, а все остальные электроды вдоль д,тинного плеча Г-образного желоба выполнены прямоугольными и расположены примерно на одинаковом расстоянии друг от друга. Их длина по мере удаления от электрода 6 нарастает. В коротком плече Г-образного желоба устанавливают несколько шариков от настольного тенниса 8 с тонким металлическим покрытием. При этом все шарики расположены между электродом 4 и отсекателем 9. Шарики, переменнаясь от электрода к электроду, меняют знак заряда и дополнительный ускоряюший импульс. 1 ил. (/)