Baxshullayev Ma’rufjon Fizika fanidan Mustaqil ish Mavzular

vakuum hech qanday nasos bilan olinishi mumkin emas. Chiroqni qancha pompalasak ham, unda gaz izlari doimo saqlanib qoladi. Shuning uchun, chiroqda biz hozirgina uchrashgan elektr toki aslida vakuumda emas, balki juda kam uchraydigan gazda o'tadi.
Zamonaviy nasoslar shunday yuqori vakuumni ta'minlaydiki, zaryadsizlanadigan naychada qolgan molekulalar deyarli elektronlarning harakatiga ta'sir qilmaydi va oqim to'liq vakuumda bo'lgani kabi oqadi. Biroq, ba'zi hollarda, chiroq ataylab shu darajada pompalanmaydi. Bunday chiroqda elektronlar o'z yo'llarida bir necha bor gaz molekulalari bilan to'qnashadi. Urishganda ular energiyasining bir qismini gaz molekulalariga o'tkazadilar. Odatda bu energiya gazni isitish uchun sarflanadi, ammo ma'lum sharoitlarda gazning molekulalari yoki atomlari uni yorug'lik shaklida chiqaradi. Bunday porlab turgan naychalarni metro eshiklari ustida, do'kon oynalari va tabellarda ko'rish mumkin.
Elektr tokining gazga o'tishi o'ta murakkab va xilma-xil hodisa. Uning shakllaridan biri bu elektr payvandlashda va metallarni eritishda ishlatiladigan elektr yoyi.
Uning harorati atmosfera bosimida taxminan 3700 darajani tashkil qiladi. 20 atmosferaga siqilgan gazda yonayotgan yoyda harorat 5900 darajaga, ya'ni quyosh yuzasi haroratiga etadi.
Elektr yoyi yorqin oq nurni chiqaradi va shuning uchun proektsion lampalar va projektorlarda kuchli yorug'lik manbai sifatida ishlatiladi.
Gazning buzilishi - bu elektr zaryadsizlanishining yana bir shakli. Biz ikkita qarama-qarshi zaryadlangan metall to'pni birlashtiramiz (muqovadagi rasmga qarang). Bunday holda, ular orasidagi elektr maydoni ortadi. Nihoyat, u shunchalik kattalashadiki, u havo molekulalaridan to'plarni orasidagi elektronlarni yulib tashlaydi. Havo ionlashtiriladi. Hosil bo'lgan erkin elektronlar va ionlar to'plarga shoshilishadi. Yo'lda ular yangi molekulalarni parchalaydi, yangi ionlarni hosil qiladi. Havo bir lahzada o'tkazuvchan bo'ladi.
To'plarga yaqinlashganda, ionlar to'plarning zaryadlarini neytrallashtiradi; maydon yo'qoladi. Qolgan ionlar yana molekulalarga birlashtiriladi. Havo yana izolyator.
Bularning barchasi bir soniya ichida sodir bo'ladi. Buzilish uchqun va xirillash bilan birga keladi. Uchqun - bu uchayotgan zaryadlarning ta'siridan hayajonlangan molekulalarning porlashi natijasidir. Shiqillagan shovqin uchqun yo'lida qizib borishi bilan havoning kengayishi natijasida yuzaga keladi.
Ushbu hodisa miniatyuradagi chaqmoq va momaqaldiroqqa o'xshaydi. Darhaqiqat, chaqmoq bir-biriga qarama-qarshi zaryadlangan bulutlar bir-biriga yaqinlashganda yoki bulut bilan Yer o'rtasida sodir bo'ladigan bir xil elektr razryadidir.
Endi biz ikkita zaryadlangan to'pni emas, balki etarlicha kuchli generatorga ulangan ikkita uglerod yoki metall elektrodlarni birlashtiramiz. Ularning o'rtasida paydo bo'lgan zaryad to'xtamaydi, chunki generator tufayli elektrodlar ularga tushgan ionlar tomonidan zararsizlantirilmaydi. Juda qisqa muddatli havo buzilishi o'rniga barqaror elektr yoyi hosil bo'ladi (12-rasm), biz yuqorida muhokama qildik. Yoyda rivojlanayotgan yuqori harorat elektrodlar orasidagi havoning ionlashgan holatini saqlaydi, shuningdek katoddan sezilarli termion chiqindilarni hosil qiladi.
Vakuumdagi elektr toki
Vakuum - bu bosim atmosfera bosimidan kam bo'lgan gazning holati. Kam, o'rta va yuqori vakuumni ajrata oling.
Yuqori vakuum hosil qilish uchun molekulalarning o'rtacha erkin yurishi idish o'lchamidan yoki idishdagi elektrodlar orasidagi masofadan kattaroq bo'lgan talab qilinadigan kamyoblanishni talab qiladi. Binobarin, agar idishda vakuum hosil bo'lsa, undagi molekulalar deyarli o'zaro to'qnashmaydi va interelektrodlar oralig'i orqali erkin uchadi. Bunday holda, ular faqat elektrodlar yoki idish devorlari bilan to'qnashuvni boshdan kechirishadi.
Vakuumda oqim mavjud bo'lishi uchun bo'sh elektronlar manbai vakuumga joylashtirilishi kerak. Metalllarda erkin elektronlarning eng yuqori kontsentratsiyasi. Ammo xona haroratida ular metallni tark eta olmaydi, chunki ular ichida kulon musbat ionlarini jalb qilish kuchlari ushlab turiladi. Ushbu kuchlarni engib o'tish uchun elektron metall yuzasini tark etish uchun ma'lum miqdorda energiya sarflashi kerak, bu ish funktsiyasi deb ataladi.
Agar elektronning kinetik energiyasi ish funktsiyasidan oshsa yoki unga teng bo'lsa, u holda u metall sirtini tark etadi va erkin bo'ladi.
Metall yuzasidan elektronlar chiqarish jarayoni emissiya deb ataladi. Energiya elektronlarga qanday o'tkazilganiga qarab, bir nechta emissiya turlari ajratiladi. Ulardan biri termoelektronik emissiya.
Ø Isitilgan jismlar tomonidan elektronlar chiqarilishi termoelektronik emissiya deyiladi.
Termion emissiya fenomeni qizdirilgan metall elektrod doimiy ravishda elektronlar chiqarishiga olib keladi. Elektronlar elektrod atrofida elektron bulutni hosil qiladi. Bunda elektrod musbat zaryadlanadi va zaryadlangan bulutning elektr maydoni ta'sirida bulutdan elektronlar qisman elektrodga qaytadi.
Muvozanat holatida bir soniyada elektroddan chiqadigan elektronlar soni shu vaqt ichida elektrodga qaytgan elektronlar soniga teng.
2. Vakuumdagi elektr toki
Oqim mavjud bo'lishi uchun ikkita shart bajarilishi kerak: erkin zaryadlangan zarralar va elektr maydon. Ushbu sharoitlarni yaratish uchun sharga ikkita elektrod (katod va anod) joylashtiriladi va havo shardan pompalanadi. Katodni isitish natijasida undan elektronlar chiqib ketadi. Katodga salbiy, anodga esa ijobiy potentsial qo'llaniladi.
Vakuumdagi elektr toki - bu termion emissiya natijasida hosil bo'lgan elektronlarning yo'naltirilgan harakati.
3. Vakuumli diod
Zamonaviy vakuumli diyot shisha yoki kermet tsilindrdan iborat bo'lib, undan havo 10-7 mm Hg bosimgacha evakuatsiya qilinadi. San'at Balonga ikkita elektrod lehimlanadi, ulardan biri katod volframdan yasalgan vertikal metall silindr shakliga ega va odatda gidroksidi tuproq metall oksidlari qatlami bilan qoplanadi.
O'zgaruvchan tok bilan isitiladigan katod ichida izolyatsiya qilingan o'tkazgich joylashgan. Isitilgan katod anodga etib boradigan elektronlarni chiqaradi. Chiroq anodi katod bilan umumiy o'qga ega bo'lgan yumaloq yoki tasvirlar tsilindr.
Vakuum diodasining bir tomonlama o'tkazuvchanligi, isitish tufayli elektronlar issiq katoddan uchib chiqib, sovuq anodga o'tishi bilan bog'liq. Elektronlar diode orqali faqat katoddan anodga o'tishlari mumkin (ya'ni elektr toki faqat teskari yo'nalishda oqishi mumkin: anoddan katodga).
Shakl vakuum diodasining tok kuchlanish xarakteristikasini takrorlaydi (manfiy kuchlanish qiymati katod potentsiali anod potentsialidan yuqori bo'lgan holatga to'g'ri keladi, ya'ni elektr maydon elektronlarni katodga qaytarishga "harakat qiladi").

Vakuum diyotlari o'zgaruvchan tokni to'g'rilash uchun ishlatiladi. Agar siz katod va anod o'rtasida yana bir elektrod (panjara) joylashtirsangiz, u holda katak va katod o'rtasidagi kuchlanishning ozgina o'zgarishi ham anod oqimiga sezilarli ta'sir qiladi. Bunday elektron naycha (triod) kuchsiz elektr signallarini kuchaytirishi mumkin. Shuning uchun, bir muncha vaqt ushbu lampalar elektron qurilmalarning asosiy elementlari bo'lgan.
4. Katod nurlari trubkasi
Vakuumdagi elektr toki katod-ray naychasida (CRT) ishlatilgan, u holda televizor yoki osiloskopni uzoq vaqt tasavvur qilib bo'lmaydi.
Rasmda CRTning soddalashtirilgan dizayni ko'rsatilgan.
Elektron U potentsial energiyasining cheklangan metall uchun taqsimlanishi shakl. 1.
Cheklangan metalldagi elektron U potentsial energiyasining diagrammasi

Shakl: 1
Bu erda W0 - metallning tashqarisida tinch turgan elektronning energiya darajasi, F - Fermi darajasi (zarralar (fermionlar) tizimining barcha holatlari mutlaq nolga teng bo'lgan energiya qiymati), E c - o'tkazuvchan elektronlarning eng past energiyasi (o'tkazuvchanlik bandining pastki qismi). Tarqatish potentsial quduq shakliga ega, uning chuqurligi e Dj \u003d W 0 - E c (elektron yaqinlik); F \u003d W 0 - F - termionik ish funktsiyasi (ish funktsiyasi).
Metalldan elektronni chiqarish sharti: W W W 0, bu erda W - metall ichidagi elektronning umumiy energiyasi.
Xona haroratida bu holat faqat elektronlarning ahamiyatsiz qismi uchun qondiriladi, ya'ni metalldan chiqadigan elektronlar sonini ko'paytirish uchun ma'lum miqdorda ish sarflash kerak, ya'ni ularga elektron emissiyani kuzatib, metalldan tortib olish uchun etarli bo'lgan qo'shimcha energiya berish kerak: metall qizdirilganda, u termion, bombardimon qilinganida elektronlar yoki ionlar - ikkilamchi, yorug'lik ostida - fotoemissiya.
Termion emissiyani ko'rib chiqing.
Agar issiq metall chiqaradigan elektronlar elektr maydonida tezlashsa, u holda ular oqim hosil qiladi. Bunday elektron tokni vakuumda hosil qilish mumkin, bu erda molekulalar va atomlar bilan to'qnashuvlar elektronlar harakatiga xalaqit bermaydi.
Termionik emissiyani kuzatish uchun ikkita elektrodni o'z ichiga olgan ichi bo'sh chiroq xizmat qilishi mumkin: biri tok (katod) bilan isitiladigan, olovga chidamli materialdan (molibden, volfram va boshqalar) yasalgan sim shaklida, ikkinchisi - termoelektronlarni (anod) to'playdigan sovuq elektrod. Anot ko'pincha silindrga o'xshaydi, uning ichida katot porlab turadi.


Naychaning tomog'idagi elektron "qurol" - bu elektronlarning intensiv nurini chiqaradigan katod. Teshiklari (1) bo'lgan tsilindrlarning maxsus tizimi bu nurni toraytiradi. Elektronlar ekranga urilganda (4), u porlay boshlaydi. Siz vertikal (2) yoki gorizontal (3) plitalar yordamida elektronlar oqimini boshqarishingiz mumkin.
Vakuumda muhim energiya elektronlarga o'tkazilishi mumkin. Elektron nurlari hatto metallarni vakuumda eritish uchun ham ishlatilishi mumkin.
Elektr maydoni ta'sirida vakuumda emissiya natijasida olingan zaryadlangan erkin zarrachalarning harakati