Joomla Free Template by FatCow Hosting

Gasontladingsbuis

Hoofdcategorie: Quantum Categorie: Gasontlading Gepubliceerd: vrijdag 07 november 2014
Ster inactiefSter inactiefSter inactiefSter inactiefSter inactief
 

Dit is een gas­ontladings­buis waarin je (bijlage druk !) zowel de kathodestralen als de anode-stralen kunt waarnemen.
Dit vereist wel een lage druk en een hoge spanning tussen kathode en anode (zie instructies).

Niveau

:

Mavo 3/4, Havo 3, VWO 3

Doel

:

Voor het observeren van de karakteristieke, drukafhankelijke lichtgevende verschijnselen die optreden bij elektrische ontladingen in ijle gassen en voor het onderzoeken van kathode en anode stralen die optreden bij voldoende lage druk (≤ 3 x 10-2 mbar) buiten de ontladingsbaan, voorbij de geperforeerde aluminium elektroden.

Nodig

:

  • 1x vaccuumpomp
  • 1x staalpijp
  • 1x hoogspanningstransformator
  • 2 lange snoeren

Links

:

 http://www.leybold-shop.de/entladungsroehre-kanalstrahlen-554161.html

 

Positieve ionen uit het restgas worden versneld naar de kathode getrokken waarbij ze botsen met losgeslagen electronen uit de kathode. Uiteraard gaan ook de losse electronen uit de kathode versneld naar de anode toe.

Werkwijze:

gasontladingsbuis

 

Waarschuwing:

Bij spanningen boven 5kV ontstaat Röntgenstraling.
Stel je voedingsbron dus in op maximaal 5kV.

De pijp kan bij vaccuüm imploderen. Controleer de pijp daarom vooraf op beschadigingen.

De eindkappen van de buis zijn bekleed met fluorescerende material. Let op:
Tijdens de werking met de high-voltage netadapter 10 kV (521 70), de x-straling van de buizen blijft onder de maximaal toegestane limiet. > Zelfs bij lage drukken, de dosis van x-stralen in de kathode straling zone kleiner is dan Sv / h bij een afstand van 0,1 m van het contactoppervlak. Om deze reden hebben de buizen niet te worden geregistreerd als gevaarlijk radiatoren volgens de Duitse wetgeving.

  • Material: glas
  • Lengte: ±70 cm
  • Vacuum connection:
  • Female ground joint ST 19/26
  • High-voltage connection: 4 mm sockets

gasontladingsbuis-opstelling

gasontladingsbuis-2

gasontladingsbuis-3

Uitleg:

1. LORENTZKRACHT

Dit is een gasontladingsbuis waarin je (bijlage druk !) zowel de kathodestralen als de anode-stralen kunt waarnemen.
Dit vereist wel een lage druk en een hoge spanning tussen kathode en anode (zie instructies).

Positieve ionen uit het restgas worden versneld naar de kathode getrokken waarbij ze botsen met losgeslagen electronen uit de kathode. Uiteraard gaan ook de losse electronen uit de kathode versneld naar de anode toe.

Sommige elektronen passeren daarbij het gat in de anode en komen in de ruimte daarachter en botsen daar met restgas atomen. Dit soort bundels worden kathodestralen genoemd aangezien de bundel afkomstig is uit de kathode. Je moet dit kunnen zien als een fluorescentie-effect op het glas achter de anode.
Het omgekeerde effect vindt plaats achter de kathode: diffuse licht in de ruimte tussen kathode en het glas erachter.
Beide bundel kunnen worden afgebogen met een permanente magneet, maar de afbuiging in de kathodestralen (lees: elektronen) is veel groter dan die van de anode-stralen (lees; ionen) gelet op hun verschil in massa en lading (massa speelt relatief veel grotere rol). Zie formule Lorentzkracht: straal evenredig met wortel uit (m/q).

Goed te gebruiken als voorbeeld van Lorentzkracht formule en richtingsregel van Lorentzkracht.

2. GASONTLADING

Bij normale gasdruk zul je geen licht-effecten zien.
Bij lage druk krijg je eerst een gloed.
Druk verder verlagen:

  1. Een complete gloed van anode tot kathode. Gehele ruimte gloeit met speciaal effect bij kathode (veroorzaakt door ionen uit anode die op kathode botsen)
  2. De kolom wordt korter en korter en valt uiteen in stukken.
  3. De afstand tussen de oplichtende stukken is een maat voor de vrije weglengte van de elektronen.

Verklaring:
Elektronen slaan de restgas-atomen aan en dat zorgt voor lichteffect.
Voor dat aanslaan is een zekere energie nodig (specifiek voor het soort gas) en daarvoor moeten die electronen eerst een zekere afstand (lees; spanningsverschil) doorlopen.
Bij botsen met atomen dragen ze energie over aan restgas dat wordt aangeslagen en dus licht gaat uitzenden.
Dan moeten die elektronen eerst weer een stuk door kunnen lopen (lees weer een spanningsverschil doorlopen) alvorens ze weer opnieuw voldoende energie voor aanslaan bezitten. Etc.

Tip: onderzoek bij vaste druk hoe de afstand tussen de oplichtende stukken gaat veranderen.

Bruikbaar voor:

  • demo gasontlading
  • vrije weglengte
  • relatie potentiaal en kinetische energie

Met dank voor zijn medewerking aan de heer Pim Backer!

Met dank aan de heer R.R.Reezigt, de volgende bijdragen:

 

Rhumkorff coil

 

Crookes magnetic deflection tube

 

Crookes mill or wasserrad tube

Hits: 3265
Reacties   
0 #1 R.R.Reezigt 05-12-2016 21:36
Rhumkorff coil
https://youtu.be/FHOWt75Adug
Crookes magnetic deflection tube
https://youtu.be/xGSjxgL4LNY



Crookes mill or wasserrad tube
https://youtu.be/tZKgWK9RMqM
Citeer
Plaats reactie


Beveiligingscode
Vernieuwen

Andere websites

Helaas, ik heb het ei van Columbus niet uitgevonden. Er zijn meer websites als PhysicsExperiments.org:

Doel

Physicsexperiments.org wil docenten en TOA's Natuurkunde inspireren. Physicsexperiments.org is een verzameling Natuur­kunde Experimenten. Welk experiment, simpel of gecompliceerd, verdient aandacht.

Vind je mijn initiatief positief en wil je een bijdrage leveren? Graag!!! Ik sta altijd open voor nieuwe ideeën, voor verbeteringen, aanvullingen en hulp bij vertaling.

Je collega-TOA