Термоэлектронная эмиссия и её использование в электронно-вакуумных приборах. Электронно-лучевая трубка
Вакуум состояние газа, при котором концентрация атомов настолько мала, что длина свободного пробега сравнима или больше линейных размеров сосуда ( т. е. атомы не сталкиваются друг с другом, а только со стенками сосуд ).Чтобы в атоме создать электрический ток необходимо внести в вакуум носители заряда ( электроны ) извне. Чаще всего для этого используется термоэлектронная эмиссия- испускание электронов нагретыми металлами. Кроме термоэлектронной эмиссии источником электронов может быть фотоэффект, вторичная электронная эмиссия, автоэлектронная эмиссия.
Простейший прибор, в котором ток создается в вакууме - двухэлектродная электронная лампа ( вакуумный диод). Простейший диод представляет собой вакуумный баллон, в который впаяны два электрода - анод и катод. Анод и катод могут иметь разные формы, простейшая из них представляет собой два цилиндра, катод (-) внутри анода (+). По оси цилиндров проходит нить накала, нагреваемая переменным током . Стальной цилиндр катода покрыт щелочным металлом, потому у этих металлов малая работа выхода. В баллоне создан высокий вакуум. Двухэлектродная лампа обладает односторонней проводимостью, поэтому используется для выпрямления переменного тока. Электронные лампы могут содержать дополнительный электрод- сетку. Такая лампа называется триодом, используется для усиления тока и для получения электрических колебаний высокой частоты. Электронные лампы появились в начале 20 в, и только со второй половины 20 в. начали постепенно заменяться полупроводниковыми приборами. В настоящее время применение электронных ламп ограничено, потому что у них достаточно большие размеры ( полупроводниковые приборы того же назначения могут иметь размеры в сотни раз меньшие).
Электронная трубка – это вакуумный баллон, в котором можно выделить узкую и широкую часть. В узкой части находится электронная пушка- устройство для формирования остронаправленного пучка электронов. Она представляет собой сильно нагреваемый электрическим током катод и анод, состоящий из системы цилиндрических колец, в которых электроны разгоняются сильным электрическим полем. Широкая часть трубки является экраном, его внутренняя полость покрыта люминофором. На границе узкой и широкой части располагается два плоских конденсатора, перпендикулярных друг другу, или электромагнит. Электронный луч, проходит между пластинами конденсатора (в электрическом поле) или в магнитном поле попадает на экран. Меняя напряженность электрического поля конденсатора, можно направить луч в любую точку экрана.
Лабораторная работа. Определение длины световой волны.
Оборудование: прибор для определения длины световой волны с дифракционной решеткой.
Расчетная формула : λ =
,
где n- порядок
спектра; λ- длина волны.
b - расстояние от щели до выбранной линии спектра; - расстояние от решетки до экрана.
Билет № 14.
Основные положения МКТ и их опытные обоснования.
а) Все вещества состоят из огромного числа мельчайших частиц – атомов.
б) Частицы движутся непрерывно и хаотично, интенсивность движения зависит от температуры. Хаотическое движение частиц называется тепловым.
в) Частицы взаимодействуют между собой, притягиваются и отталкиваются одновременно.
Существование и движение частиц косвенно подтверждают явления диффузии, испарения, растворимости, броуновское движение.
Явление диффузии заключается в том, что происходит самопроизвольное проникновение и перемешивание частиц двух соприкасающихся газов, жидкостей и даже твердых тел, пока концентрация частиц не станет одинаковой по всему объёму тел. На явлении диффузии основаны процессы сварки, склеивания, окраска и др.
Броуновское движение – движение твердых частиц, взвешенных в жидкости или газе. Броуновское движение – это результат некомпенсированных столкновений атомов при их хаотическом движении с твердой частицей. Броуновское движение хаотично, непрерывно, интенсивность движения зависит от массы твердой частицы и температуры газа (жидкости).
Существование сил притяжения между частицами подтверждает сам факт существования твердых тел и жидкостей. Если между твердыми телами расстояние будет равно межмолекулярному, то между ними возникают силы притяжения и тела слипаются. Существование сил отталкивания между атомами подтверждает плохая сжимаемость твердых тел и жидкостей.