Vakumda elektr toki
Bo’shliq –
vakuum so’zi lotin tilidan shunday tarjima
qilingan. Vakuumni bosimi atmosfera bosimidan yuzlab,
ehtimol minglab marta past bo’lgan gaz mavjud bo’lgan
bo’shliqni chaqirish odatiy holdir. Sayyoramizda
vakuu
m sun’iy ravishda yaratilgan, chunki u jonli bunday
holat mumkin emas.
Vakuum turlari
O’zini qanday tutadi elektr toki vakuumda? Har qanday
oqim kabi, vakuum oqimi ham erkin zaryadlangan
zarrachalar bo’lgan manba ishtirokida paydo bo’ladi.
Qanday zarralar vakuumda elektr tokini hosil qiladi? Har
qanday yopiq idishda vakuum hosil qilish uchun undan
gazni chiqarish kerak. Bu ko’pincha bilan amalga
oshiriladi vakuum pompasi. Bu tajriba uchun zarur
bo’lgan bosimga gaz yoki bug’ni chiqarish uchun zarur
bo’lgan s
hunday qurilma.
Vakuumning to’rt turi mavjud: past vakuum, o’rta
vakuum, yuqori vakuum va ultra yuqori vakuum.
Guruch. 1. Vakuumning texnik xususiyatlari
Vakuumdagi elektr toki
Vakuumdagi oqim o’z
-
o’zidan mavjud bo’lolmaydi,
chunki vakuum dielektrikdir. Bunday holda, siz termion
emissiya yordamida oqim yaratishingiz mumkin.
Termionik emissiya
–
bu qizdirilganda elektronlar
metallardan ajralib chiqadigan hodisa. Bunday
elektronlar termoelektronlar deb ataladi va butun tana
emitentdir.
Bu hodisani birinchi marta 1879 yilda amerikalik olim
Tomas Edison payqagan.
Guruch. 2. Termionik emissiya
Emissiya quyidagilarga bo’linadi:
Ikkilamchi elektron (tezkor elektronlar tomonidan
taqillatish);
Termion (issiq katoddan elektronlarning bug’lanishi);
Fotoelektronik (elek
tronlar yorug’lik bilan uriladi);
Elektron (kuchli maydon tomonidan taqillatish).
Elektronlar etarli kinetik energiyaga ega bo’lsa,
metalldan uchib chiqishi mumkin. Bu ma’lum bir metall
uchun elektronlarning ish funktsiyasidan kattaroq
bo’lishi kerak. Kato
ddan chiqarilgan elektronlar elektron
bulutni hosil qiladi. Ularning yarmi asl holatiga qaytadi.
Muvozanat holatida chiqarilgan elektronlar soni qaytib
kelgan elektronlar soniga teng. Elektron bulutining
zichligi haroratga to’g’ridan
-
to’g’ri proportsionald
ir
(ya’ni, harorat ko’tarilgach, bulutning zichligi katta
bo’ladi).
Elektrodlar manbaga ulanganda, a elektr maydoni. Agar
oqim manbaining musbat qutbi anodga (sovuq
elektrod), manfiy qutb esa katodga (issiq elektrod)
ulangan bo’lsa, u holda elektr maydon k
uchi qizdirilgan
elektrodga yo’naltiriladi.
Elektr tokini vakuumda qo’llash
Vakuumdagi elektr toki turli elektron qurilmalarda
qo’llaniladi. Bunday qurilmalardan biri vakuum diodidir.
Guruch. 3. Vakuumli diod
U silindrdan iborat bo’lib, 2 ta
elektrod
–
katod va
anodni o’z ichiga oladi.
Biz nimani o’rgandik?
Biz ushbu maqolada vakuumdagi elektr toki haqida
qisqacha ma’lumot oldik. Uning vakuumda bo’lishi
uchun,
birinchi
navbatda,
erkin
zaryadlangan
zarralarning mavjudligi kerak. Vakuum turlari va
ularning xususiyatlari ham ko’rib chiqiladi. Tadqiqot
uchun
termion
emissiya
tushunchasi
zarur.
Ma’lumotlardan fizika darsida ma’ruza va hisobot
tayyorlash uchun foydalanish mumkin.
Vakuumdagi elektr toki o’tishi mumkin, agar unga bepul
zaryad tashuvchilar joylashtirilsa. Axir, vakuum
–
bu
hech qanday moddaning yo’qligi. Bu oqimni
ta’minlaydigan zaryad tashuvchilar yo’qligini anglatadi.
Vakuum tushunchasini molekulaning erkin yo’li uzunligi
bo’lganda, quyidagicha ta’riflash mumkin ko’proq
o’lchamlar kema
.
Vakuumda tokning o’tishini qanday ta’minlash
mumkinligini bilish uchun biz tajriba o’tkazamiz. Uning
uchun bizga elektrometr va vakuum chiroq kerak. Ya’ni,
vakuumli shisha kolba, unda ikkita elektrod mavjud.
Ulardan biri shaklda qilingan metall plastinka Keling, uni
anod deb ataymiz. Va ikkinchisi refrakter materialning
simli spirali shaklida, keling, uni katod deb ataymiz.
Chiroq elektrodlarini elektrometrga shunday ulangki,
katod elektrometr korpusiga, anod esa novdaga
ulanadi. Keling, elektrometrga zaryad haqida xabar
beramiz. Uning tayog’iga musbat zaryad qo’yish orqali.
Chiroq mavjudligiga qaramay, zaryad elektrometrda
qolishini ko’ramiz. Buning ajablanarli joyi yo’q, chunki
chiroqdagi elektrodlar o’rtasida zaryad tashuvchilar
yo’q, ya’ni elektrometrn
i zaryadsizlantirish uchun oqim
paydo bo’lishi mumkin emas.
Zaryadlangan elektrometrga ulangan vakuum trubkasi
Endi biz oqim manbasini katodga simli spiral shaklida
ulaymiz. Bu katodni isitadi. Va biz elektrometrning
zaryadi butunlay yo’qolguncha kamayishini ko’ramiz. Bu
qanday sodir bo’lishi mumkin, chunki o’tkazuvchanlik
oqimini ta’minlash uchun chiroqning elektrodlari
orasidagi bo’shliqda zaryad tashuvchilar yo’q edi.
Shubhasiz, qandaydir tarzda zaryad tashuvchilar paydo
bo’ldi. Va bu sodir bo’ldi, chunk
i katod qizdirilganda,
elektronlar katod yuzasidan elektrodlar orasidagi
bo’shliqqa chiqariladi. Ma’lumki, metallar erkin
o’tkazuvchan elektronlarga ega. Metall hajmida panjara
tugunlari orasidagi harakatlanishga qodir. Ammo ular
metallni tark etish uchun etarli kuchga ega emaslar. Ular
panjaraning musbat ionlari va elektronlar orasidagi
Kulon tortishish kuchlari tomonidan ushlab turilganligi
sababli.
Elektronlar xaotikdir termal harakat o’tkazgich bo’ylab
harakatlanadi.
Ijobiy
ionlar
bo’lmagan
metall
chegarasiga yaqinlashib, ular sekinlashadi va oxir-oqibat
ikki qarama-qarshi zaryadni yaqinlashtiruvchi Kulon
kuchi ta’sirida ichkariga qaytadilar. Ammo agar metall
qizdirilsa, u holda issiqlik harakati kuchayadi va elektron
metall sirtini tark etish uchun etarli energiya oladi.
Bunday holda, katod atrofida elektron bulut deb
ataladigan narsa hosil bo’ladi. Bular o’tkazgichning
sirtini tark etgan elektronlardir va tashqi elektr maydoni
bo’lmasa, ular yana unga qaytadilar. Chunki
elektronlarni yo’qotib, o’tkazgic
h musbat zaryadlangan
bo’ladi. Agar biz birinchi marta katodni qizdirsak va
elektrometr zaryadsizlangan bo’lsa, bu shunday bo’ladi.
Maydon ichkarida yo’q edi.
Ammo elektrometrda zaryad borligi sababli, u
elektronlarni harakatga keltiradigan maydon hosil
qiladi. Esda tutingki, anodda bizda ijobiy zaryad bor va
elektronlar maydon ta’siriga moyil. Shunday qilib,
vakuumda elektr toki kuzatiladi.
Agar aytsak, elektrometrni teskari yo’nalishda ulaymiz,
bu sodir bo’ladi. Aniqlanishicha, chiroqning anodida
salbiy p
otentsial, katodda esa ijobiy potentsial bo’ladi.
Katod yuzasidan chiqarilgan barcha elektronlar maydon
ta’sirida darhol qaytib keladi. Katod endi yanada katta
ijobiy potentsialga ega bo’lganligi sababli, u
elektronlarni jalb qiladi. Va anodda katod yuzasidan
elektronlarni qaytaruvchi ortiqcha elektronlar bo’ladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |