Физическая лаборатория - Портис А.
Скачать (прямая ссылка):
равную работе поля —ти|=— еЕяИ=еУ (г). Если мы создадим поперечное отклоняющее
поле Ех——Уй!& электрон приобретет поперечный импульс тоя=—еЕш1Ы {д) и отклонится на УГОЛ Ь, ^ 0=Оа/Уй (е).
14
Катодно-лучевая трубка состоит из электронной пушки, которая испускает, ускоряет и фокусирует электроны, отклоняющей системы и индикатора отклоненных электронов.
Схема электронной пушки и отклоняющей системы для обычной четырехэлектродной электрон но-лучевой трубки ЗВР1 показана на рис. 3.
Электроны излучаются подогревным катодом /, который имеет форму цилиндра, закрытого с одной стороны маленькой пластинкой. Эта пластинка покрыта окислами бария и стронция, которые испускают электронный поток большой плотности. Катод нагревается до рабочей температуры с помощью нагревательного элемента, который расположен внутри катодного цилиндра и изолирован от него с помощью хорошо проводящего тепло керамического слоя. Катод окружен цилиндром с маленьким отверстием в центре. Этот внешний цилиндр называется управляющей сеткой (2). Отверстие в пластинке значительно меньше, чем излучающая поверхность, и пространство между отверстием и излучающей поверхностью очень мало. Рядом с управляющей сеткой располагается вторая сетка (5). Электроны, прошедшие через отверстие в первой (управляющей) сетке, ускоряются электрическим полем, которое возникает благодаря тому, что вторая сетка имеет высокий потенциал относительно катода. Рядом со второй сеткой находится первый анод (4). Его часто называют фокусирующим анодом. Этот цилиндр, который коаксиален со второй сеткой, содержит несколько диафрагм, каждая из которых имеет отверстие в центре. За первым анодом находится второй, или ускоряющий, анод (5). Он коаксиален по отношению к первому аноду и имеет пару диафрагм, служащих для дальнейшей коллимации (ограничения) электронного пучка. Продолжением второго анода является проводящее покрытие на внутренней стенке стеклянного баллона трубки, простирающееся до экрана трубки. Связь второго анода с этим покрытием достигается устройством электрически проводящих контактов, смонтированных на пушке.
Схематическое изображение электронно-лучевой трубки показано на рис. 4. Второй, или ускоряющий, анод А2 обычно имеет положительный потенциал порядка нескольких тысяч вольт по отношению к катоду К- Для безопасности и удобства работы мы пользуемся обычным лабораторным источником питания, который
Рис. 3. Схема электронной пушки и отклоняющей снеге-мы электронно-лучевой трубки: / — подогревной катод, 2 — управляющая сетка, 3 — вторая сетка. 4 — первый анод, 5—ускоряющий анод, 6 — вертикально отклоняющие и 7 — горизонтально отклоняющие пластины.
15
Рис. 4.
ограничивает потенциал Л2, равный Ув+Ус, значениями, близкими к 500 е. Первый, или фокусирующий, анод Аг работает при потенциале Ус, приблизительно равном (Ув-гУс)№, где (Ув+Ус)— потенциал А 3.
Вторая сетка й2 внутренне соединена с А2. Меняя потенциалы и Ус с помощью источника питания и, следовательно, энергию электронов, можно сфокусировать луч. Управляющая сетка всегда имеет отрицательный потенциал по отношению к потенциалу на катоде. Интенсивность электронного пучка и, следовательно, яркость изображения на экране можно регулировать, меняя эту разность потенциалов, которая называется потенциалом смещения.
Обычно на управляющей сетке поддерживается отрицательный потенциал в 20 в по отношению к катоду. Из-за того, что в нашем опыте используется пониженная разность потенциалов, сеточного смещения ~4,5 в достаточно для предотвращения местного прожигания фосфоресцирующего экрана из-за чрезмерного нагревания интенсивным электронным пучком. В то же время это смещение обеспечивает нормальную яркость изображения на экране. По этим же причинам желательно уменьшение потенциала второго анода.
Влияние фокусирующего анода Ах на проектирование изображения отверстия сетки на экран рассмотрено в приложении к работе 1.1 *), где обсуждается дополнительный опыт. Мы предполагаем, что основной опыт, заключающийся в отклонении электронного пучка однородным электростатическим полем, будет выполнен первым. Если у вас будет достаточно времени, вы сможете исследовать некоторые замечательные свойства электростатических линз, действие которых на электронный луч очень близко к действию оптических линз на луч света.
Электростатическая электронно-лучевая трубка заключена в стеклянный баллон конической формы с цилиндрической шейкой, в которой расположена электронная пушка. Флуоресцирующий материал наносится на внутреннюю поверхность баллона. Так как трубка работает при высоком напряжении, в ней нужно создать высокий вакуум. При наличии большой поверхности экрана это делает трубку опасной в обращении. Малейшее повреждение оболочки, которое может быть вызвано механическим сотрясением или царапиной на стекле, может вызвать сильный взрыв,рприводя-
*) В дальнейшем при ссылках на работы настоящего практикума и приложения к работам мы будем использовать обозначения типа Р. 1.1 и П. 1.1 соответственно, где первая цифра дает номер раздела, а вторая — номер работы. (Прим. ред.)
