Καθοδικός Σωλήνας με Τροχό

Καθοδικός Σωλήνας με Τροχό

Ο Καθοδικός Σωλήνας με Τροχό είναι μία γυάλινη διάταξη υπό κενό που χρησιμοποιείται σε πειράματα φυσικής για τη μελέτη των καθοδικών ακτίνων και την απόδειξη ότι διαθέτουν ορμή και κινητική ενέργεια. Στο εσωτερικό του σωλήνα υπάρχει ένας ελαφρύς μεταλλικός τροχός τοποθετημένος πάνω σε ράγες, ο οποίος μπορεί να κινηθεί όταν προσπίπτουν οι καθοδικές ακτίνες πάνω του.

Η συσκευή αποτελείται από:

• Γυάλινο σωλήνα χαμηλής πίεσης.

• Κάθοδο και άνοδο (μεταλλικά ηλεκτρόδια).

• Ελαφρύ μεταλλικό τροχό τοποθετημένο σε μικρές ράγες.

• Υποδοχές για σύνδεση σε πηγή υψηλής τάσης συνεχούς ρεύματος (3–5 kV).

Χρήση

Η διάταξη χρησιμοποιείται για την επίδειξη ότι οι καθοδικές ακτίνες (ηλεκτρόνια):

• Κινούνται σε ευθεία γραμμή.

• Έχουν σωματιδιακή φύση, καθώς μπορούν να μεταφέρουν ορμή.

• Είναι ικανές να ασκούν δύναμη σε αντικείμενα.

Όταν εφαρμοστεί υψηλή τάση:

• Η κάθοδος εκπέμπει ηλεκτρόνια που κινούνται ευθύγραμμα προς την άνοδο.

• Τα ηλεκτρόνια προσπίπτουν στον μεταλλικό τροχό.

• Ο τροχός αρχίζει να περιστρέφεται και να κινείται στις ράγες, αποδεικνύοντας ότι οι ακτίνες έχουν ορμή.

Οδηγίες Χρήσης Βήμα-Βήμα

1. Τοποθετήστε τη συσκευή σε ασφαλή βάση και συνδέστε την σε πηγή υψηλής τάσης συνεχούς ρεύματος (3–5 kV).

2. Σβήστε τα φώτα στον χώρο για καλύτερη παρατήρηση του φαινομένου.

3. Θέστε σε λειτουργία την πηγή.

4. Παρατηρήστε τη δέσμη καθοδικών ακτίνων και την κίνηση του τροχού.

5. Μελετήστε πώς η αλλαγή της τάσης επηρεάζει την ταχύτητα/ένταση της κίνησης.

⚠️ Προσοχή:

• Μην αγγίζετε τα ηλεκτρόδια κατά τη λειτουργία (υπάρχει υψηλή τάση).

• Χρησιμοποιήστε τη διάταξη μόνο για περιορισμένο χρόνο ώστε να αποφευχθεί υπερθέρμανση.

• Να γίνεται πάντα υπό επίβλεψη υπεύθυνου εργαστηρίου.

Τρόποι Επίδειξης

• Ευθύγραμμη διάδοση: Η δέσμη καθοδικών ακτίνων κινείται σε ευθεία γραμμή.

• Ορμή ηλεκτρονίων: Η κίνηση του τροχού δείχνει ότι τα ηλεκτρόνια έχουν μάζα και μεταφέρουν ορμή.

• Μετατροπή ενέργειας: Η κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων μετατρέπεται σε μηχανικό έργο, κινώντας τον τροχό.

• Σύγκριση με κύματα: Σε αντίθεση με τα φωτεινά κύματα, οι καθοδικές ακτίνες μπορούν να θέσουν σε κίνηση αντικείμενα, αποδεικνύοντας τη σωματιδιακή φύση τους.

Γενικές Πληροφορίες

Ο καθοδικός σωλήνας με τροχό αποτέλεσε σημαντικό εργαλείο για την πειραματική φυσική του 19ου αιώνα.

Η χρήση του οδήγησε:

• Στην επιβεβαίωση ότι οι καθοδικές ακτίνες είναι σωματίδια με μάζα και όχι απλή ακτινοβολία.

• Στην κατανόηση της φύσης του ηλεκτρονίου.

• Στην ανάπτυξη της φυσικής ηλεκτρονίων και τελικά στη δημιουργία ηλεκτρονικών συσκευών όπως οι λυχνίες και οι οθόνες καθοδικού σωλήνα (CRT).