Учебное устройство по физике

СОЮЗ СОИЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 030 09) О А 1)4 С 09 В 23/16 РЕТЕНИЯ тельс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ОПИСАНИЕ ИЗ Н АВТОРСКОМУ СВИ 21) 4130948/31-1222) 08. 10,8646) 15.08.88. Бюп. Нф 3071) Харьковский политехнический интитут им.В.И,Ленина72) А,С.Кочемировский, В.И.федорчено и Т.В.Абрамова53) 658.686.6 (088.8)56) Авторское свидетельство СССР 1229800 А 1, кл. С 09 В 23/18, 1984.(54) УЧЕБНОЕ УСТРОЙСТВО ПО ФИЗИКЕ(57) Изобретение относится к учебнымприборам по физике. Целью изобретения является повышение дидактическо"го эффекта за счет демонстрации опытаФранка - Герца, Устройство содераиттрансформатор, вторичная обмотка которого подключена к электродам трехэлектродной лампы, диод и регистратор, выполненный в виде электроннолучевой трубки, лампа размещена втермостате с нагревателем. 1 ил.О Изобретение относится к учебнымдемонстрационным приборам по физике.а именно к приборам для демонстрацииявлений при столкновении электроновс атомами газа.Целью изобретения является повышение дидактического эффекта путемдемонстрации опыта Франка - Герца.На чертеже представлена схемаучебного устройства по физике.Учебное устройство по физике содержит наполненную парами ртути трехэлектродную лампу 1, электронно-лучевую трубку (осциллограф) 2, диод3, резистор 4 нагрузки, понижающийтрансформатор 5, термостат б,с трансформаторным маслом и нагреватели 7.Первый вывод вторичной обмоткитрансформатора 5 подключен к первомувыводу катода лампы 1 и через резистор 4 - к ее аноду и входу вертикальной развертки осциллографа 2, Второйвывод вторичной обмотки трансформатора 5 соединен с входом горизонталь ной развертки осциллографа 2, с сеткой лампы 1 и через диод 3 - с вторымвыводом ее катода.Лампа 1 размещена в термостате бУстройство работает следующим образом.Благодаря наличию в цепи питания накала лампы 1 диода 3 ток накала протекает только во время положительных полупериодов переменного напряжения, при этом ускоряющее напряже ние, приложенное между сеткой и катодом, равно нулю и, следовательно, равны нулю ток коллектора (катода) и напряжение на сопротивлении 4) нагрузки.При отрицательном полуперио де диод 3 заперт, ток накала через катод не протекает и падение напряжения на катоде равно нулю, Между сеткой и катодом действует ускоряющее напряжение, которое подается.на го. ризонтально отклоняющие пластины осциллографа 2. В цепи коллектора протекает ток термоэлектронной эмиссии, пропорциональное ему падение напряжения на сопротивлении (4) нагрузки 50 подается на вертикальные пластины осциллографа. Таким образом, за один полупериод напряжения вольт-амперная характеристика проходит дважды в прямом и обратном направлениях. В качестве газонаполненной лампы 1 используют манометрическую лампу ПМИ, в баллон которой вводят каплю ртути,При изменении температуры баллона откомнатной до 100-120 С давление газав лампе изменяется от О, 133 до 39,993, 1 Па, благодаря чему длина свободного пробега электронов изменяетсяот 1,3 м до 5 мм. Если баллон лампы 1 специально не подогревать, то вследствие низкой упругости паров ртути на экране осциллографа 2 наблюдается обычная вольт-амперная характеристика вакуумного диода. Если температуру баллона лампы 1 поддерживать при 100 цС, то на вольт-амперной характеристике по" являются минимумы, обусловленные потерей электронами энергии при неупругих соударениях с атомами ртути. Положения этих минимумов соответствуют резонансному потенциалу атомов ртути.Изобретение позволяет в одном демонстрационном опыте показать вольтамперную характеристику вакуумного диода; определить резонансный потенциал атома ртути; влияние неупругих соударений электронов с атомами газа на вольт-амперную характеристику (опыт Франка и Герца) . Формула изобретения Учебное устройство по физике, содержащее трехэлектродную лампу, источник питания, первый вывод которого подключен к одному из выводов резистора, и регистратор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения дидактического эффекта за счетдемонстрации опыта франка - Герца,оно снабжено диодом и термостатом,регистратор выполнен в виде электронно-лучевой трубки, а источник питания - в виде трансформатора переменного тока, при этом первый выводтрансформатора дополнительно подключен к первому выводу катода трехэлектродной лампы, второй вывод резистора - к входу вертикальной развертки электронно-лучевой трубки ианоду трехэлектродной лампы, а второй вывод трансформатора подсоединенк сетке трехэлектродной лампы, входугоризонтальной развертки электронно"лучевой трубки и через диод - к второму выводу катода трехэлектроднойлампы, причем баллон трехэлектроднойлампы заполнен парами ртути и размешен в термостате,1417030 ставитель В.Тюркихред А,Кравчук ектор М,Поко ор А.Маковская Подписное аказ 4069/49 роизводственно-полиграфическое предприятие, гУжгород, ул. Проектна Тираж 459 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Раув