Rurka Geisslera

Rurka Geisslera Obraz w Infobox. Rysunek rurek Geisslera we francuskiej książce fizyki z 1869 roku, pokazujący niektóre z wielu możliwych kształtów dekoracyjnych. Prezentacja
Rodzaj Lampa wyładowcza

Rury Geissler jest szkło wynaleziony przez rurę fizyka (również dmuchawa szkło) niemiecki Heinrich Geissler w 1857 przeznaczony do wizualnego przedstawienia zasad według rozładowania elektrycznego światła ( plazmowego unmagnetized).

Jest niejako przodkiem lampy wyładowczej i nowoczesnego oświetlenia „neonowego”.

Projekt techniczny

Szklany cylinder, częściowo opróżniony, jest uszczelniony z każdej strony wokół metalowej elektrody na każdym z jego końców ( katoda i anoda ).

Zasada działania

Gdy między elektrodami zostanie przyłożona wystarczająca różnica potencjałów ( wysokie napięcie ) (nawet przy niskim natężeniu prądu), niektóre cząsteczki gazu obecne w rurze jonizują , tracąc elektrony, które są przyciągane przez elektrodę dodatnią (katodę), a następnie przyciągane są jony dodatnie. do anody. Prąd elektryczny jest spowodowany zarówno przepływem elektronów, jak i przepływem jonów dodatnich. Wiele krążących naładowanych cząstek zderza się z elektronami krążącymi wokół ich jądra atomowego. Zderzenia te wypychają pewne elektrony z ich orbity : zmieniają warstwę elektronową i wracają do niej, emitując foton . Długość fali tego fotonu (jego kolor) zależy od zawartej w nim energii, ale często znajduje się w widmie światła widzialnego lub ultrafioletu (kolor emitowanego światła jest również charakterystyczny dla substancji obecnej w tubie; tworzenie wielu kolorów i efektów świetlnych może być osiągnięte). Niektóre elektrony są całkowicie odrywane od swojego atomu i zwiększają prąd krążących elektronów, przyczyniając się do zjawiska „  zapłonu  ” występującego po włączeniu lampy: prąd początkowo bardzo słaby gwałtownie rośnie (do maksymalnej mocy dostarczanej przez generator elektryczny ).

Historia, zastosowania

Geissler odkrywa, że ​​może uwidocznić plazmę , zamykając ją w zamkniętej cylindrycznej szklanej bańce z centralnym obszarem kapilarnym i większą średnicą na końcach.

Pierwszy wyładowcze zwane rury Geissler były przedmioty laboratoryjne, pierwszy przez fizyków początku XX XX  wieku, jako instrumenty fizycznych.

Następnie od lat osiemdziesiątych XIX wieku dmuchacze szkła wytwarzali również przedmioty fantazyjne, masowo produkowane, w wielu kształtach (np. Z różnymi komorami kulistymi i / lub wężowymi, krętymi lub ozdobnymi kształtami) i artystycznie dobranych kolorach., Zaprojektowane jako przedmiot ciekawości i rozrywki i / lub lub promować nową „naukę o elektryczności”. Wypełnione były gazami rozrzedzonymi (neonem, argonem lub powietrzem); opary metali przewodzących (np. opary rtęci) lub innych płynów przewodzących; lub ulegające jonizacji minerały lub metale (np. sód ).

Niektóre rurki były bardzo wyszukane, miały skomplikowany kształt, czasem posiadały komory w zewnętrznej obudowie. Nowy efekt uzyskano obracając jarzeniówkę z dużą prędkością za pomocą silnika; w wyniku złudzenia optycznego pojawia się kolorowy dysk (zjawisko trwałości siatkówki). Wreszcie, kiedy „naładowana” rurka została dotknięta ręką, kształt jarzącego się wyładowania zmienił się wewnątrz, ze względu na pojemność ludzkiego ciała.

Używa

Gdy rurka geisslera podszedł do źródła wysokiego napięcia prądu zmiennego (w tym czasie było na przykład cewki Tesli lub cewki Ruhmkorff ), to nawet zapalić bez kontaktu z obiegu (jak podczas zbliżania się do bieżącego rury neon do linii wysokiego napięcia lub potężnego nadajnika radiowego).

Na początku XX p  wieku, rury Geissler były stosowane jako:

Rury Geisslera są czasami nadal używane w nauczaniu fizyki do demonstrowania zasad działania rur wyładowczych.

Wpływający

Rury Geisslera (pierwsze lampy wyładowcze) miały istotny wpływ na rozwój wielu przyrządów i urządzeń uzależnionych od wyładowań elektrycznych przez gazy.

Jedną z głównych konsekwencji technologii lamp Geisslera było odkrycie elektronu, a później wynalezienie elektronicznych lamp próżniowych (np. Używanych w telewizji).

W 1870 roku , poprawa z pompą próżniową pozostawiono fizyków indukować wyższą próżni w rurach Geissler które następnie przemianowany Crookes'a rury (po William Crookesem ). Poprzez doprowadzenie do nich prądu szklana powłoka tych rur świeci na końcu przeciwległym do katody. Obserwując, jak ostre cienie rzucane są na ścianę jarzeniówki przez przeszkody w rurze przed katodą, Johann Hittorf rozumie, że żarzenie było spowodowane rodzajem promienia przemieszczającego się po liniach prostych przez rurę od katody. katoda. Zostały one nazwane „  promieniami katodowymi  ”.

Około 1886 r. Prof. Préaubert, który był wówczas prezesem Towarzystwa Badań Naukowych Angers , w czasie, gdy to towarzystwo naukowe , wraz z kilkoma członkami lub korespondentami tego stowarzyszenia, zainteresował się oceną skutków różnych elektrokultur. instrumenty , w szczególności wynalezione przez opata Bertholona po tym, jak ten ostatni zauważył, że rośliny wokół pierwszych piorunochronów zainstalowanych we Francji wydają się lepiej rosnąć. Sam Préaubert eksperymentował z elektrokulturą (rue Proust w Angers), używając wysokiego atmosferycznego napięcia elektrycznego, wychwytywanego podczas burzy przez czujnik elektryczny , który z jednej strony ulepszył przez osłonięcie przewodu przewodzącego parafiną i opracowanie sposobu pomiaru intensywność burzy. Aby to zrobić, podłączył małą rurkę Geisslera między drutem swojego czujnika elektrycznego a ziemią i przy tej okazji dokonał dwóch odkryć:

  1. lampa ta świeciła się podczas burzy z intensywnością umożliwiającą śledzenie zmian natężenia pola elektrycznego;
  2. lampa ta wykazywała częste odwrócenie polaryzacji tego, co nazywał prądami aerotellurycznymi , uwidocznione przez zmiany w nierównomiernym wyglądzie dwóch biegunów rury. W ten sposób pokazał złożoność burzliwego zjawiska, które od czasu eksperymentów Benjamina Franklina zaintrygowało ówczesnych naukowców i nadal jest bardzo częściowo rozumiane. W tym miejscu rozprzestrzeniło się zjawisko burzy. Rura Geisslera profesora Préauberta umożliwiła mu śledzenie burzliwego zjawiska. Porucznik Fernand Basty , członek tej samej firmy, a także eksperymentator elektrokultury, stwierdza, że ​​rurkę tę można również po prostu wykorzystać do sprawdzenia, czy czujnik działa dobrze, pokazując, że końcówki czujnika nie są utlenione i że Izolacja drutu jest doskonała.

W 1897 roku JJ Thomson wykazał, że te promienie katodowe składają się z nieznanej wcześniej cząstki, zwanej „elektronem”.

Udoskonalenie technologii sterowania wiązką elektronów doprowadziło w 1907 roku do wynalezienia wzmacniacza lampowego, będącego źródłem elektroniki, który dominował w niej przez 50 lat. Lampa elektronopromieniowa była używana w szczególności w ekranach radarów i telewizorów.

Na początku 20 -go wieku, technologia została skomercjalizowana i przekształciła się oświetleniem neonowym

Wiele urządzeń wywodzi się mniej lub bardziej bezpośrednio z technologii lamp firmy Geissler:

Uwagi i odniesienia

  1. Harmsworth's Universal Encyclopaedia Vol X 1922 p6533 Refraktometr  (en)

Zobacz też

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne

Bibliografia