Термоток и отклонение электронного луча в электрическом поле

Демонстрация этих явлений проводится с использованием соответственно лампы накаливания и катодной трубки, имеющей люминесцирующий экран. Эффективность опытов во многом зависит от качества контактов между баллоном лампы (трубки) и пластинами из фольги и от величины электронного потока.

Хорошие результаты получаются, если фольгу приклеивать к баллону силикатным, или конторским, клеем, в состав которого входит жидкое стекло и соблюдать указанные ниже условия.

К баллону лампы приклеивают по окружности одну пластину, а к баллону трубки—две диаметрально расположенные пластины (рис. 46). Для демонстрации термотока в цепь включают кенотронный выпрямитель КВ с выходным напряжением 250— 300 в, демонстрационный гальванометр, нулевое деление шкалы которого расположено посредине, и лампу мощностью 150 или 200 вт (рис. 46,а). Лампу надо укрепить горизонтально. После замыкания цепи выключателем Вк в ней возникает ток порядка 5 ма. Отклонение стрелки гальванометра хорошо видно всему классу. Если разомкнуть цепь указанным выключателем или поменять местами полюсы кенотронного выпрямителя, то стрелка гальванометра не отклоняется от нулевого деления шкалы: тока в цепи нет.

Хорошо будет работать установка, если вместо лампы накаливания использовать диод типа 1Ц1С. Этот диод хорошо проецируется на экран. Анодный ток также достигает величины 5 ма. Подавая различные напряжения от кенотронного выпрямителя с помощью потенциометра, демонстрируют зависимость анодного тока от анодного напряжения диода.

Для демонстрации отклонения электронного луча в электрическом поле собирают установку, катодная трубка в которой включается по схеме, представленной на рисунке 46, б. Изменяя режим работы индукционной катушки с помощью ее контактного винта, изменяя напряжение, подаваемое на первичную обмотку этой катушки, добиваются получения на экране трубки ярко светящейся полосы, которая будет видна даже при частичном затемнении кабинета.

Когда дополнительный провод, соединенный одним концом с катодом трубки, другим концом будем подключать поочередно к металлическим пластинам, наклеенным на баллон трубки, то на экране катодной трубки можно наблюдать смещение светящейся полосы.

Электрическое поле в диэлектриках. Как уже отмечалось ранее, в диэлектриках при обычных условиях свободные заряды практически отсутствуют, и поэтому они являются плохими проводниками электрического тока (изоляторами). Можно было бы думать, что при помещении диэлектрика в электрическое поле вообще ничего не происходит. Однако это не так: эксперименты показали, что отсутствие свободных зарядов в диэлектриках вовсе не мешает им реагировать на внешнее поле.

Рассмотрим плоский конденсатор. Зарядим его и вставим внутрь диэлектрическую пластину (рис. 3.3). Экспериментально установлено, что при помещении внутрь конденсатора диэлектрика емкость конденсатора с диэлектриком увеличивается в раз.

Рис. 3.3. Плоский конденсатор с диэлектрической пластиной между обкладками

Величины, относящиеся к конденсатору без диэлектрика, будем снабжать индексом 0. Так как заряд конденсатора не меняется при помещении в него диэлектрика, записываем соотношения

(3.1)

Здесь мы использовали экспериментальный факт увеличения емкости конденсатора с диэлектриком в раз. Из соотношений (3.1) следует, что при том же заряде на обкладках разность их потенциалов U уменьшается в раз по сравнению с «пустым» конденсатором

Поскольку поле в плоском конденсаторе однородно, получаем следующую связь между напряженностью Е0 поля в вакууме и в диэлектрике Е

Иными словами, присутствие диэлектрика между пластинами приводит к уменьшению напряженности электрического поля в конденсаторе.

В диэлектрике нет зарядов, способных перемещаться по всему его объёму, но идея возникновения на его поверхности каких-то дополнительных зарядов (их называют в этом случае поляризационными или связанными) кажется привлекательной из-за возможности объяснить экспериментальные факты.