CN201153016Y - 电子偏转演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实验教学仪器，旨在提供一种新的电子偏转演示装置。该装置包括显示管组件、支架组件和亥姆霍兹线圈组件，显示管组件一端的插头插入支架组件的管座中，该显示管组件的上下两根高压电极引线分别与支架组件的上下两只高压接口对应；亥姆霍兹线圈组件的两个线圈竖立设置于支架组件的底板上，平行并分别处于该显示管组件的左右两侧。本实用新型以其独特的敞开式结构，大屏幕的电子偏转显示，配以精确的高压辅助电源及亥姆霍兹线圈，可以把电子束在电场力或磁场力作用下，产生的偏转运动轨迹全方位地、形象地呈现在学生面前，从而给物理实验以全新的感受与体会。

Description

电子偏转演示装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验教学仪器，更具体的说，是一种电子偏转演示装置。

背景技术

电子束在电场、磁场中的偏转是大学物理实验教学中的重要内容，它包括电聚焦，电偏转，磁偏转，偏转灵敏度的测定与电子荷质比测量等诸多的实验内容。以往凡是涉及到该内容的教学仪器大多都是采用示波管仪器，示波管的基本结构分为三个部分：电子枪、偏转系统和显示屏。通过对示波管的结构分析，我们可以发现，尽管示波管有许多用途上的优点，但由于示波管是一种完全封闭的光电器件，且为了给示波管加以磁场，该类实验装置还在示波管的外套加一长螺线管，因此，学生在实验时只能在其显示屏上看到电子束到达的终点，无法观察到示波管内部的结构，以及电子运动的规迹与电、磁偏转的中间过程，演示效果受到限制，从而造成实验教学效果不够理想，学生接受的知识也比较抽象。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种新的可视化的电子偏转演示装置。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案是：

一种电子偏转演示装置，包括显示管组件、支架组件和亥姆霍兹线圈组件，所述显示管组件一端的插头插入所述支架组件的管座中；所述显示管组件的上下两根高压电极引线分别与支架组件的上下两只高压接口对应；所述亥姆霍兹线圈组件的两个线圈竖立设置于所述支架组件的底板上，平行并分别处于所述显示管组件的左右两侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述的显示管组件包括一个成真空状态的透明圆桶形玻璃管和在管外的插头，在管内管胫处装有灯丝、阴极、阳极和水平狭缝型光阑；在管体中装有上、下两片高压电偏转极板和其相连的上、下两根高压电极引线，所述上、下高压电偏转极板之间还垂直装有一个处于管体中央位置的云母片显示屏。

作为本实用新型的进一步改进，所述阳极的输入电压为1.5-5KV。

作为本实用新型的进一步改进，所述云母片显示屏的表面还带有座标，背面涂有荧光材料。

作为本实用新型的进一步改进，所述云母片显示屏的长×宽为90mm×50mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述支架组件包括依次相连的底板、立柱和管座，高压接口安装支架与管座相连；所述管座上设有灯丝电源接口和阳极高压接口；所述高压接口安装支架上设有高压接口和紧定螺钉。

作为本实用新型的进一步改进，所述高压接口活动安装在高压接口安装支架上，上下移动调节后用紧定螺钉固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述亥姆霍兹线圈组件包括装有接线盒的线圈、安装立柱和安装底座；所述线圈为两只尺寸相同的有机玻璃材料制作成圆形骨架，再绕以相同线径和相同匝数漆包铜线所制成。

作为本实用新型的进一步改进，所述接线盒上带有插座。

作为本实用新型的进一步改进，所述安装底座为带磁性的底座。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型以其独特的敞开式结构，大屏幕的电子偏转显示，再配上精确的高压辅助电源及亥姆霍兹线圈，可以把电子束在电场力或磁场力作用下产生的偏转运动轨迹全方位地、形象地呈现在学生面前，从而给物理实验以全新的感受与体会。

附图说明

图1是本实用新型电子偏转演示装置的结构图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1中的显示管组件30的结构图。

图4是图3的侧视图。

图5是图1中的支架组件40的结构图。

图6是图1中的亥姆霍兹线圈组件50的结构图。

图中，1插头、2阴极、3阳极、4圆桶形玻璃管、5云母片显示屏、6高压电极引线、7高压电偏转极板、8灯丝、9水平狭缝型光阑、10底板、11立柱、12灯丝电源接口、13阳极高压接口、14管座、15高压接口安装支架、16高压接口、17紧定螺钉、18线圈、19接线盒、20安装立柱、21安装底座、显示管组件30、支架组件40、亥姆霍兹线圈组件50。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：

如图1和图2所示，本实用新型包括显示管组件30、支架组件40和亥姆霍兹线圈组件50。显示管组件30一端的插头1插入所述支架组件40的管座14中，显示管组件30的上下两根10KV的高压电极引线6分别与支架组件40的上下两只10KV的高压接口16对应插入；高压接口16是活动安装在高压接口安装支架15上的，可以作上下移动的调节，然后用支架组件40上的两只紧定螺钉17加以固定。

亥姆霍兹线圈组件50的二只装有接线盒19的线圈18，依靠安装立柱20及带磁性的安装底座21竖立置放在支架组件40的底板10的上面，并处于显示管组件30的平行方向的左右两侧，其置放距离为线圈18的有效半径。

显示管组件30的结构如图3和图4所示，包括一个成真空状态的透明圆桶形玻璃管4和在管外的插头1，在管内管胫处依次装有灯丝8、阴极2、阳极3和水平狭缝型光阑9，在管体中装有上、下两片高压电偏转极板7和上、下两根高压电极引线6，在管体中央垂直装有一个云母片显示屏5，该显示屏表面带有座标，背面涂有荧光材料，其径向、轴向中心线处在管体的中心位置。

显示管组件30的技术指标为：

阳极3的输入电压：1.5～5KV

高压电偏转极板7的最大承受电压：10KV

带有座标的云母片显示屏5的尺寸：长×宽＝90mm×50mm

显示管在阳极3的高压作用下，通过水平狭缝型光阑9使电子流形成了特有的、具有一定水平宽度的片状电子射束，该电子射束在行进途中，可以将在电场力或磁场力作用下产生的运动轨迹展示在显示屏上，既可看到清晰的演示图像，又可以通过显示屏坐标对电子射束的运动规律作定量的分析。

支架组件40的结构如图5所示，立柱11用螺母固定在底板10上，管座14上装有灯丝电源接口12和阳极高压接口13，管座14安装在立柱11的上端，其轴线与底板10平行，高压接口安装支架15用安装螺钉紧固在管座14的前端，高压接口安装支架15上下分别插入两只10KV高压接口16，高压接口安装支架15上还装有两只紧定螺钉17，以固定两只10KV高压接口16调整后的上下位置。

亥姆霍兹线圈组件50的结构如图6所示，包括两只有机玻璃材料制成的圆形骨架并绕以相同线径、相同匝数漆包铜线的线圈18，两只接线盒19上分别装有红、黑各一只插孔为φ4的插座，接线盒19用螺钉固定在线圈18上，线圈18中漆包铜线的两端分别焊接在接线盒19内的插座上。安装立柱20有螺纹端旋入接线盒19底部的螺孔中，另一端插入带磁性的安装底座21上面的孔中，并拧入两只紧定螺钉。

本实用新型依靠这三个组件的结合，配以辅助高压电源，以达到电子射束在电场力或磁场力的作用下，将其运动轨迹展示在显示荧屏上，既可看到清晰的演示图像，又可以通过荧屏坐标对电子射束的运动规律作定量的分析。

为了提高本电子偏转演示装置的工作稳定性，所配的辅助高压电源由三只独立电源组成。它们分别是：10kV/0.25mA偏转极板电压(可由二路0～5kV串联组成)，一路5kV/2mA汤姆逊管燃点加速电压源，0～5kV连续可调；一路6.3V的交流灯丝燃点电压；一路工作电流为0～3.5A直流恒流源，提供亥姆霍兹线圈励磁电流。

由于实验中使用的电压较高，高压电源需采用十分可靠的绝缘措施，所有插头和引线的耐压都应在15kV以上，并采用正极接零的方式，以保证实验的操作安全。

本实用新型除了具有良好的演示效果和对物理现象进行定性分析外，又可对偏转灵敏度进行定量测量实验，能直观自如地完成诸如“电子偏转及电子荷质比测量实验”、“电子束在电场作用下的偏转实验”、“电子束在磁场的作用下偏转实验”等的多项实验，给各大专院校提供了一种新型的演示实验仪器。

最后，还要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新型还可以有许多变形，本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子偏转演示装置，包括显示管组件(30)、支架组件(40)和亥姆霍兹线圈组件(50)，其特征在于，所述显示管组件(30)一端的插头(1)插入所述支架组件(40)的管座(14)中；所述显示管组件(30)的上下两根高压电极引线(6)分别与所述支架组件(40)的上下两只高压接口(16)对应；所述亥姆霍兹线圈组件(50)的两个线圈(18)竖立设置于所述支架组件(40)的底板(10)上，平行并分别处于所述显示管组件(30)的左右两侧。

2.根据权利要求1所述的电子偏转演示装置，其特征在于，所述的显示管组件(30)包括一个成真空状态的透明圆桶形玻璃管(4)和在管外的插头(1)，在管内管胫处装有灯丝(8)、阴极(2)、阳极(3)和水平狭缝型光阑(9)；在管体中装有上、下两片高压电偏转极板(7)和其相连的上、下两根高压电极引线(6)，所述上、下高压电偏转极板(7)之间还垂直装有一个处于管体中央位置的云母片显示屏(5)。

3.根据权利要求2所述的电子偏转演示装置，其特征在于，所述阳极(3)的输入电压为1.5-5KV。

4.根据权利要求2所述的电子偏转演示装置，其特征在于，所述云母片显示屏(5)的表面还带有座标，背面涂有荧光材料。

5.根据权利要求2所述的电子偏转演示装置，其特征在于，所述云母片显示屏(5)的长×宽为90mm×50mm。

6.根据权利要求1所述的电子偏转演示装置，其特征在于，所述支架组件(40)包括依次相连的底板(10)、立柱(11)和管座(14)，高压接口安装支架(15)与管座(14)相连；所述管座(14)上设有灯丝电源接口(12)和阳极高压接口(13)；所述高压接口安装支架(15)上设有高压接口(16)和紧定螺钉(17)。

7.根据权利要求6所述的电子偏转演示装置，其特征在于，所述高压接口(16)活动安装在高压接口安装支架(15)上，上下移动调节后用紧定螺钉(17)固定。

8.根据权利要求1所述的电子偏转演示装置，其特征在于，所述亥姆霍兹线圈组件(50)包括装有接线盒(19)的线圈(18)、安装立柱(20)和安装底座(21)；所述线圈(18)为两只尺寸相同的有机玻璃材料制作成圆形骨架，再绕以相同线径和相同匝数漆包铜线制成。

9.根据权利要求8所述的电子偏转演示装置，其特征在于，所述接线盒(19)上带有插座。

10.据权利要求8所述的电子偏转演示装置，其特征在于，所述安装底座(21)为带磁性的底座。

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