Bài 16. Dòng điện trong chân không

T? 4
BÀI 16: DÒNG ĐIỆN
TRONG CHÂN KHÔNG
Bài 16: DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG

NỘI DUNG CHÍNH:
I. Cách tạo ra dòng điện trong chân không
Bản chất dòng điện trong chân không
Thí nghiệm
II. Tia catốt
Thí nghiệm
Tính chất của tia Catốt.
Bản chất của tia Catốt.
Ứng dụng
I. Cách tạo ra dòng điện trong chân không.
1. Bản chất dòng điện trong chân không
Chân không là gì? Chân không có dẫn được điện không?
Chân không là môi trường đã được lấy đi tất cả các phân tử khí (Chân không lí tưởng)
Nó không chứa các hạt tải điện nên không dẫn điện.
Vậy để có dòng điện trong chân không ta cần phải làm gì?
Muốn tạo ra dòng điện chạy giữa hai điện cực đặt trong chân không,ta phải đưa hạt tải điện là các êlectron vào trong đó.
1. Bản chất dòng điện trong chân không
2. Thí nghiệm
Để nghiên cứu dòng điện trong chân không người ta sử dụng Điot chân không và được bố trí thí nghiệm như hình vẽ:






+ Đóng k1, mở k2 :







Vậy :Chân không là môi trường cách điện tốt.




K1
D
Khi đóng K2, mở K1, hiện tượng gì xảy
ra đối với Catôt?
Các electron bứt ra khỏi Catôt và chuyển động hỗn loạn trong Điôt chân không, G vẫn chưa thay doi
D
Các electron sẽ chuyển động như thế nào khi đóng khóa K1 và cả khóa K2 ?
Do tác dụng của lực điện Các eletron chuyển động ngược chiều điện trường về Anôt.
- Đảo cực nguồn E 1 :

Vậy : Dòng điện chạy qua chân không (nếu có) chỉ theo một chiều

K1
Bài 16: DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG
Cách tạo ra dòng điện trong chân không.
1. Bản chất dòng điện trong chân không
Vậy bản chất dòng điện trong chân không là gì?
Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron được đưa vào khoảng chân không đó.
I-Cách tạo ra dòng điện trong chân không:
Phân tích các đường biểu diễn (a),(b),(c) trên đồ thị:
Đường (a):
IA có đặc điểm gì
khi UAK thay đổi?
Đường (b) và (c):
IA thay đổi thế nào
-khi UAK<0
-khi UAK>0?
Đường (b) và (c)
có sự khác nhau
nào?.
Đồ thị biểu diễn IA theo UAK:
II.TIA CATÔT :
1.Thí nghiệm:
Hình 3
a)
b)
Ống thủy tinh dài 30cm, UAK rất lớn (cỡ vài ngàn vôn).
Rút khí cho đến khi trong ống là chân không
Bảng kết quả :
Bằng áp suất khí quyển
Rút khí áp suất đủ nhỏ
(H3a)

Rút khí tiếp để áp suất
giảm tiếp ( 10-3 mmHg)
(H3b)
Áp suất khí trong ống

Hiện tượng xảy ra trong ống
không phóng điện

cột khí phát sáng kéo dài từ anôt đến gần
catôt, gần catôt có khoảng tối.
khoảng tối catôt chiếm toàn bộ ống, thành ống đối diện catôt có
ánh sáng màu vàng lục do chùm electron phát ra từ catôt
làm huỳnh quang tinh thể. Ta gọi đó là chùm tia catôt.
sự phóng điện biến mất

Tiếp tục rút khí đến
chân không tốt hơn
Một cách khác để làm bứt electron ra khỏi catôt mà không đốt nóng catôt.
Ta theo dõi thí nghiệm mô tả sau đây:
a) Tia Catôt phát ra từ Catôt, theo phương vuông góc với bề mặt Catôt. Gặp vật cản nó bị chặn lại và làm vật đó tích điện âm.
b)Tia Catôt mang năng lượng lớn: làm đen phim ảnh, làm huỳnh quang một số tinh thể, làm kim loại phát ra tia X, làm nóng các vật mà nó rọi vào và tác dụng lực lên vật đó.
c) Từ trường làm tia Catôt bị lệch theo hướng vuông góc với phương lan truyền và phương của từ trường, còn điện trường làm tia Catôt lệch theo chiều ngược với chiều của điện trường.
2. Tính chất của tia Catôt
Tia catôt truyền thẳng
Vôi


Tia catôt làm phát quang một số chất khi đập vào chúng


Thí nghiệm minh hoạ
Tia catôt phát ra vuông góc với mặt catôt, gặp vật cản bị chặn lại
và làm vật đó tích điện âm
__
__
Tia catôt mang năng lượng

Làm đen phim ảnh, huỳnh quang tinh thể, phát tia X, làm nóng vật, tác dụng lực lên vật




3. Bản chất của tia Catôt
Tia Catôt là một dòng các êlectron phát ra từ Catôt. Các ion dương nhận năng lượng của điện trường,đập vào catôt, sinh ra các êlectron mới duy trì quá trình phóng điện. Đại bộ phận các êlectron còn lại không bị va chạm với các phân tử khí, chuyển động như các êlectron tự do trong chân không.
Tia Catôt thực chất là dòng êlectron phát ra từ Catôt có năng lượng lớn và bay tự do trong không gian
Cách tạo ra dòng điện trong chân không.
Tia Catốt
4. Ứng dụng
Làm ống phóng điện tử và đèn hình
+
+
-
+
-
+
+
-
-
+
+ Dưới tác dụng của hai cặp bản tụ điện (nằm ngang và thẳng đứng), các electron bứt ra khỏi catốt, sẽ bị lệch và đập vào một điểm nào đó trên mặt huỳnh quang làm điểm đó phát sáng.


Để tạo được tia Catôt mạnh và đáp ứng được các kĩ thuật, người ta không dùng phóng điện qua chất khí ở áp suất thấp, mà dùng một điôt chân không với Catôt được đun nóng và anôt có lỗ thủng để cho êlectron bay ra gọi là súng êlectron. Nó thường được sử dụng trong ống phóng điện tử và đèn hình.
Câu 1: Điều kiện để có dòng điện chạy qua Điôt chân không là ?
Chỉ cần đặt hiệu điện thế UAK có giá trị và khá lớn giữa anot A và catot K của Điôt chân không
Phải nung nóng catot K bằng dòng điện, đồng thời đặt hiệu điện thế UAK âm giữa anot va catot của Điôt chân không
Chỉ cần nung nóng catot K bằng dòng điện và nối anot với catot của Điôt chân không qua một điện kế
Phải nung nóng catot K bằng dòng điện, đồng thời đặt hiệu điện thế UAK có giá trị dương giữa anot va catot của Điôt chân không
A.Là chùm ion âm phát ra từ catot bị nung nóng ở nhiệt độ cao
Câu 2 : Bản chất của tia catot là gì?

B.Là chùm ion dương phát ra từ anot của điôt chân không
C.Là chùm electron âm phát ra từ catot bị nung nóng ở nhiệt độ cao
D. Là chùm tia sáng phát ra từ catot bị nung nóng ở nhiệt độ cao và làm huỳnh quang thành ống thủy tinh đối diện với catot
Câu 3: Câu nào không đúng khi nói về tính chất
Của tia catot
Phát ra từ catot, truyền ngược hướng điện trường giữa anot và catot
Mang năng lượng lớn
Là dòng electron tự do bay đến từ catot đến anot
Là dòng các ion âm bay từ catot đến anot
Hình ảnh chụp X quang tay người đeo nhẫn Ảnh chụp tia X một hộp sọ người
Củng cố :
Kiến thức cơ bản, trọng tâm:
Khi đưa electron vào,chân không dẫn điện.
Hai cách làm bứt electron ra khỏi catôt :
-Đốt nóng catôt: electron bứt ra từ catôt .
-Đặt điện trường rất mạnh(UAK rất lớn) giữa anôt và catôt electron bứt ra từ .
Dòng điện trong chân không: dòng chuyển dời có hướng của các electron.
Bản chất tia catôt: dòng electron phát ra từ catôt có năng lượng lớn được sinh ra
khi phóng điện qua chất khí ở áp suất thấp và bay tự do.
Tính chất tia catôt:
-Phát ra từ catôt vuông
góc với bề mặt catôt
-Bị chặn khi gặp vật cản
làm vật cản tích điện âm
Mang năng lượng lớn:
Bị làm lệch bằng điện trường và từ trường
Ứng dụng tia catôt: Dùng trong đèn hình và ống phóng điện tử.