Учебный прибор по физике для исследования движения электронов в электрических и магнитных полях Советский патент 1990 года по МПК G09B23/18 

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

Цель изобретения - повышение годности измерении

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

отклонения луча, блок 5 питания, подсоединенный к электронной пушке 2, источник 6 регулируемого напряжения, подключенный к пластинам 3 горизонтального отклонения, система 7 маг- нитного отклонения, связанная с источником 8регулируемого тока, а также добавочный конденсатор 9, гер- конный 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

СЛ

СО С5 4 СО

клемма через параллельно включенные эталонный конденсатор 11 и переключатель 12 связана с второй пластиной 4 вертикального отклонения. Геркон- ный прерыватель 10 и добавочный конденсатор 9 подсоединены параллельно пластинам 4 вертикального отклонения Добавочный конденсатор 9 представляет собой две плоскопараллельные пластины, площадь которых в несколько десятков раз превышает площадь пластин 4 вертикального отклонения, п 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 в процессе работы прибора, искажающе результаты измерений.

Система 7 магнитного отклонения расположена на горловине электрон- но-лучевой трубки 1 на уровне и по длине пластин 4 вертикального отклонения и состоит из проводников, уложенных в два диаметрально противоположных продольных паза цилиндричес

кого каркаса из диэлектрического матриала (не указано).

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

Блок 5 питания электронной пушки 2 обеспечивает фокусировку и регулирование яркости электронного луча, а также позволяет устанавливать определенное ускоряющее напряжение UuCK , измеряемое киловольтметром

Учебный прибор используют следующим образом,.

После включения прибора, установления требуемых яркости и фокуса устанавливают определенное, контро- лируемое киловольтметром блока 5 питания ускоряющее напряжение Писк. по которому определяют скорость V движения электронов

zely

л|- m

0 5

0

5

0

5 0

е

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 13 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 (в зависимости от полярности приложенного к пластинам напряжения). Измеряют значение напряжения Unft. 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 I. Не 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 Ипл.

Определяют эквивалентную емкость Сэкв параллельного соединения пластин 4 вертикального птмишения и дополнительного конденсатора 9 С. по формуле

С г эк б о

ГДР LI - напряжение на ;. г чедовательном соединении

и С

ЭК6

+ V

- соответственно площади пластин 4 нертиi „ и „ - соответственно плопл

кального отклонения и пластин дополнительного конденсатора 9; Л - расстояние между пластинами, пределяют электрическую постоянную

с %OLi L j«i d

о ч 7е, + п У

1 ПЛ П« j

Скорость света в вакууме опредеяют по формуле

/1

пТ( Рд)л

1CJL

m

Tfyf;U -l

Формула изобретения

1 . Учебшгй прибор по физике тля исследования дяижения электронов в электрических и магнитных полях, содержащий электронно-лучевую трубку, электронная пушка ко-ropi и подключена к блоку питания, пластины горизонтального отклонения связаны с

f

5

0

5

0

первым источником регулируемого напряжения, система магнитного отклонения подсоединена к источнику регулируемого тока, одна из пластин вертикального отклонения подключена непосредственно к пирвой выходной клемме второго источника регулируемого напряжения, вторая выходная клемма которого соединена с. другой пластиной вертикального отклонения через параллельно включенные эталонный конденсатор и переключатель, отличающийс я 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.

2. Прибор по п. 1, отличающийс я тем, что обмотка системы магнитного отклонения выполнена в виде параллельных проводников, размещенных соосно горловине электроннолучевой трубки и диаметрально противоположно .

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.