Καθοδικός Σωλήνας για Ηλεκτροστατική Εκτροπή

Καθοδικός Σωλήνας για Ηλεκτροστατική Εκτροπή

Ο Καθοδικός Σωλήνας για Ηλεκτροστατική Εκτροπή είναι μια γυάλινη διάταξη υπό κενό, σχεδιασμένη για την επίδειξη της εκτροπής των καθοδικών ακτίνων (ηλεκτρονίων) με τη χρήση ηλεκτρικού πεδίου.

Η συσκευή αποτελείται από:

• Γυάλινο σωλήνα χαμηλής πίεσης με μήκος 30cm. Συνολική ύψος μαζί με την πλαστική βάση περίπου 20cm.

• Κάθοδο (αρνητικό ηλεκτρόδιο) και άνοδο (θετικό ηλεκτρόδιο).

• Φθορίζουσα οθόνη για την απεικόνιση της δέσμης ηλεκτρονίων.

• Δύο μεταλλικές πλάκες (εκτροπικές πλάκες) τοποθετημένες αντικριστά, για τη δημιουργία ηλεκτρικού πεδίου.

• Υποδοχές για σύνδεση σε πηγή υψηλής τάσης συνεχούς ρεύματος (3–5 kV) και σε βοηθητική χαμηλή τάση για τις πλάκες.

Χρήση

Η διάταξη χρησιμοποιείται για την παρατήρηση της εκτροπής που υφίστανται οι καθοδικές ακτίνες όταν βρεθούν μέσα σε ηλεκτρικό πεδίο.

Όταν εφαρμοστεί υψηλή τάση:

• Η κάθοδος εκπέμπει ηλεκτρόνια που κινούνται ευθύγραμμα.

• Η δέσμη εμφανίζεται ως φωτεινή γραμμή στη φθορίζουσα επιφάνεια.

• Αν εφαρμοστεί τάση στις εκτροπικές πλάκες, το ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται αναγκάζει τη δέσμη να εκτραπεί.

Οδηγίες Χρήσης Βήμα-Βήμα

1. Συνδέστε την κάθοδο και την άνοδο σε πηγή υψηλής τάσης συνεχούς ρεύματος (3–5 kV).

2. Σβήστε τα φώτα στον χώρο για καλύτερη παρατήρηση της φωτεινής δέσμης.

3. Θέστε σε λειτουργία την πηγή και παρατηρήστε την ευθύγραμμη πορεία της δέσμης χωρίς εκτροπή.

4. Συνδέστε τις εκτροπικές πλάκες σε χαμηλή πηγή συνεχούς ή εναλλασσόμενης τάσης.

5. Παρατηρήστε πώς η δέσμη εκτρέπεται προς τα πάνω, κάτω ή πλευρικά, ανάλογα με την πολικότητα και την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου.

⚠️ Προσοχή:

• Χρησιμοποιείται μόνο υπό επίβλεψη εκπαιδευτικού ή υπεύθυνου εργαστηρίου.

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

• Η λειτουργία πρέπει να γίνεται για περιορισμένο χρόνο ώστε να αποφεύγεται υπερθέρμανση.

Τρόποι Επίδειξης

• Ευθύγραμμη διάδοση: Με μηδενική τάση στις πλάκες, η δέσμη κινείται σε ευθεία.

• Εκτροπή σε ηλεκτρικό πεδίο: Με εφαρμογή τάσης στις πλάκες, η δέσμη εκτρέπεται.

• Σχέση έντασης – εκτροπής: Μεταβάλλοντας την εφαρμοζόμενη τάση, παρατηρείται μεγαλύτερη ή μικρότερη εκτροπή.

• Σύγκριση με θεωρία: Η συμπεριφορά της δέσμης συμφωνεί με τους νόμους της κίνησης φορτισμένων σωματιδίων σε ηλεκτρικό πεδίο.

Γενικές Πληροφορίες

Ο καθοδικός σωλήνας αυτού του τύπου χρησιμοποιήθηκε εκτενώς στα τέλη του 19ου και στις αρχές του 20ού αιώνα για την κατανόηση της συμπεριφοράς των ηλεκτρονίων.

Αποτελεί το θεμέλιο για:

• Την ανακάλυψη της φύσης του ηλεκτρονίου (J. J. Thomson).

• Την ανάπτυξη των πρώτων καθοδικών σωλήνων απεικόνισης (CRT), που χρησιμοποιήθηκαν σε τηλεοράσεις και παλμογράφους.

• Την κατανόηση της κίνησης φορτισμένων σωματιδίων σε ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία.