Gasontladingsbuis

Dit is een gas­ontladings­buis waarin je (bijlage druk !) zowel de kathodestralen als de anode-stralen kunt waarnemen.
Dit vereist wel een lage druk en een hoge spanning tussen kathode en anode (zie instructies).

Positieve ionen uit het restgas worden versneld naar de kathode getrokken waarbij ze botsen met losgeslagen electronen uit de kathode. Uiteraard gaan ook de losse electronen uit de kathode versneld naar de anode toe.

Werkwijze:

Waarschuwing:

Bij spanningen boven 5kV ontstaat Röntgenstraling.
Stel je voedingsbron dus in op maximaal 5kV.

De pijp kan bij vaccuüm imploderen. Controleer de pijp daarom vooraf op beschadigingen.

De eindkappen van de buis zijn bekleed met fluorescerende material. Let op:
Tijdens de werking met de high-voltage netadapter 10 kV (521 70), de x-straling van de buizen blijft onder de maximaal toegestane limiet. > Zelfs bij lage drukken, de dosis van x-stralen in de kathode straling zone kleiner is dan Sv / h bij een afstand van 0,1 m van het contactoppervlak. Om deze reden hebben de buizen niet te worden geregistreerd als gevaarlijk radiatoren volgens de Duitse wetgeving.

• Material: glas
• Lengte: ±70 cm
• Vacuum connection:
• Female ground joint ST 19/26
• High-voltage connection: 4 mm sockets

Uitleg:

1. LORENTZKRACHT

Dit is een gasontladingsbuis waarin je (bijlage druk !) zowel de kathodestralen als de anode-stralen kunt waarnemen.
Dit vereist wel een lage druk en een hoge spanning tussen kathode en anode (zie instructies).

Positieve ionen uit het restgas worden versneld naar de kathode getrokken waarbij ze botsen met losgeslagen electronen uit de kathode. Uiteraard gaan ook de losse electronen uit de kathode versneld naar de anode toe.

Sommige elektronen passeren daarbij het gat in de anode en komen in de ruimte daarachter en botsen daar met restgas atomen. Dit soort bundels worden kathodestralen genoemd aangezien de bundel afkomstig is uit de kathode. Je moet dit kunnen zien als een fluorescentie-effect op het glas achter de anode.
Het omgekeerde effect vindt plaats achter de kathode: diffuse licht in de ruimte tussen kathode en het glas erachter.
Beide bundel kunnen worden afgebogen met een permanente magneet, maar de afbuiging in de kathodestralen (lees: elektronen) is veel groter dan die van de anode-stralen (lees; ionen) gelet op hun verschil in massa en lading (massa speelt relatief veel grotere rol). Zie formule Lorentzkracht: straal evenredig met wortel uit (m/q).

Goed te gebruiken als voorbeeld van Lorentzkracht formule en richtingsregel van Lorentzkracht.

2. GASONTLADING

Bij normale gasdruk zul je geen licht-effecten zien.
Bij lage druk krijg je eerst een gloed.
Druk verder verlagen:

1. Een complete gloed van anode tot kathode. Gehele ruimte gloeit met speciaal effect bij kathode (veroorzaakt door ionen uit anode die op kathode botsen)
2. De kolom wordt korter en korter en valt uiteen in stukken.
3. De afstand tussen de oplichtende stukken is een maat voor de vrije weglengte van de elektronen.

Verklaring:
Elektronen slaan de restgas-atomen aan en dat zorgt voor lichteffect.
Voor dat aanslaan is een zekere energie nodig (specifiek voor het soort gas) en daarvoor moeten die electronen eerst een zekere afstand (lees; spanningsverschil) doorlopen.
Bij botsen met atomen dragen ze energie over aan restgas dat wordt aangeslagen en dus licht gaat uitzenden.
Dan moeten die elektronen eerst weer een stuk door kunnen lopen (lees weer een spanningsverschil doorlopen) alvorens ze weer opnieuw voldoende energie voor aanslaan bezitten. Etc.

Tip: onderzoek bij vaste druk hoe de afstand tussen de oplichtende stukken gaat veranderen.

Bruikbaar voor:

• demo gasontlading
• vrije weglengte
• relatie potentiaal en kinetische energie

Met dank voor zijn medewerking aan de heer Pim Backer!

Met dank aan de heer R.R.Reezigt, de volgende bijdragen:

Rhumkorff coil

Crookes magnetic deflection tube

Crookes mill or wasserrad tube