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LAB2GO Scienza

Tubo di Crookes

Descrizione

Il tubo di Crookes è un particolare tipo di tubo a vuoto a forma di tronco di cono che deve il suo nome al fisico William Crookes e può essere considerato l’evoluzione del Tubo di Geissler e il precursore del tubo catodico. Esso è stato inventato per osservare gli effetti della luminescenza del fosforo già osservati nel tubo di Geissler, infatti nel vuoto, qualsiasi materiale fosforescente eccitato è capace di irradiare luce a bassa pressione, ma solo ad una estremità del tubo. L’eccitazione del fosforo è stata definita da Crookes “raggio catodico” che ora è interpretato non come un raggio, ma piuttosto come un insieme di particelle elementari, gli elettroni. Nell’ estremità più stretta del cono vi è un polo negativo chiamato catodo e il fascio luminoso di fosforo prodotto dagli elettroni forma uno schermo dietro al quale vi è l’altro polo detto anodo. Ai due poli è collegato un generatore di bassa tensione. Tra il catodo e l’anodo viene collegata una sottile lastra metallica ritagliata poi con una forma caratteristica per gli esperimenti con i tubi di Crookes che di solito è la croce maltese che funge da maschera d’ombra per dimostrare l’esistenza di un fascio luminoso.Se la croce è in posizione verticale, gli elettroni vengono accellerati dal campo elettrico e quelli ,la cui traiettoria non interseca con la croce, colpiscono il fondo del tubo, creando una zona luminosa con al centro l'ombra della croce.Se successivamente la croce viene posizionata orizzontalmente, i raggi catodici colpiscono la zona d'ombra, producendo una macchia dalla forma di croce molto luminosa rispetto alla zona limitrofa dove la fluorescenza è diminuita. Questo tubo viene riconosciuto abbiamo detto come il precursore del tubo catodico nei televisori perché sostituendo la lastra metallica con un cilindro ad emissione forzata di raggi si ottiene il pennello o cannone elettronico, che permise la creazione di precisi punti luminosi.

Funzionamento: Gli elettrodi del tubo vengono collegati ad una sorgente ad alta tensione (catodo al polo negativo, anodo al polo positivo). Nel caso di croce in posizione verticale, i raggi catodici (elettroni) vengono accelerati dal campo elettrico e quelli non intercettati dalla croce colpiscono il fondo del tubo creando una zona luminosa (effetto fluorescenza per eccitazione degli atomi del vetro) al cui interno rimane l’ombra della croce. Ciò dimostra che i raggi catodici si muovono in linea retta e possono essere bloccati da una lamina metallica. Se successivamente si mette la croce in posizione orizzontale, i raggi catodici colpiscono la zona dove prima si trovava l’ombra, producendo una macchia molto luminosa a forma di croce, che risalta rispetto al contorno dove la fluorescenza è diminuita.

Altre tipologie di tubi

Tubo di diffrazione elettronico

Il sistema sperimentale è formato da:

  1. un’ampolla di vetro contenente un gas, che permette di vedere gli elettroni, e il cilindro di Wehnlet, che genera il fascio elettronico;
  2. delle bobine di Helmholtz una coppia di bobine nelle quali scorre elettricità, generando un campo magnetico;
  3. apparecchio per alimentazione: oggetto che fornisce l’energia necessaria.

L’ampolla è situata tra le due bobine (parallele tra di loro) e può essere ruotata intorno all’asse verticale. Entrambi sono posizionati sull’alimentatore. Nel display sono presenti due manopole che servono rispettivamente una alla regolazione del campo magnetico e una a quella della velocità alla quale vengono sparati gli elettroni. All'esterno dell'ampolla è posta un'asta millimetrata che permette la misura del diametro della circonferenza percorsa dagli elettroni.

Tubo a doppio fascio

A differenza dei fasci tubieri a parete singola, i fasci a doppio tubo sono dotati di due piastre tubiere a ciascuna estremità. In caso di perdita dalla parete di un tubo, il prodotto scorre attraverso condotti sottili posizionati tra i doppi tubi, terminando nell’apposito spazio di raccolta delle perdite, e attiva così un comando di controllo. Il secondo tubo, rimasto integro, mantiene il prodotto separato dal secondo fluido. L’addetto all’impianto può tenere in funzione lo scambiatore di calore fino alla prima scadenza di manutenzione prevista, evitando così i dispendiosi tempi di spegnimento.

Tubi per la deflessione elettronica

Tubo elettronico ad alto vuoto con cannone elettronico focalizzante e schermo fluorescente inclinato rispetto all’asse del fascio in cui si rende visibile l’andamento del fascio per l'analisi dei fasci elettronici in campi elettrici e magnetici. Nel campo elettrico del condensatore a piastre integrato, è possibile deflettere i fasci elettronici in modo elettrico e magnetico utilizzando una coppia di bobine di Helmholtz D (U191051). Grazie alla compensazione della deflessione magnetica con quella elettrica, è possibile determinare la carica e/m specifica e la velocità degli elettroni.

Esperienze

Esperienze possibili Descrizione
Tubo di Crookes Esperienza possibile con il tubo di Crookes
Traiettoria Circolare dell'ElettroneMisura del raggio di curvatura della traiettoria circolare dell'elettrone
Determinazione della Carica Specifica q/m dell'Elettrone Verifica sperimentale del fatto che tutte le particelle in un fascio hanno lo stesso valore di q/m

Sitografia

Link Descrizione
IstruzioniIstruzioni per l'uso del tubo per la deflessione elettronica
fisica/strumenti/tubo_di_crookes.txt · Ultima modifica: 2019/09/23 14:30 (modifica esterna)