Dòng điện trong chân không.Hà Linh

T 4ổ


BÀI 16: DÒNG ĐIỆN
BÀI 16: DÒNG ĐIỆN


TRONG CHÂN KHÔNG
TRONG CHÂN KHÔNG

Bài 16: DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG
NỘI DUNG CHÍNH:
I. Cách tạo ra dòng điện trong chân không
1. Bản chất dòng điện trong chân không
2. Thí nghiệm
II. Tia catốt
1. Thí nghiệm
2. Tính chất của tia Catốt.
3. Bản chất của tia Catốt.
4. Ứng dụng


I. Cách tạo ra dòng điện trong chân không.
I. Cách tạo ra dòng điện trong chân không.

1.
1. Bản chất dòng điện trong chân không
Chân không là gì? Chân không có dẫn được điện 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
Chân không là môi trường đã được lấy đi tất cả các phân
tử khí (Chân không lí tưởng)
tử khí (Chân không lí tưởng)
-


Nó không chứa các hạt tải điện nên không dẫn điện.
Nó không chứa các hạt tải điện nên không dẫn điện.
Vậy để có dòng điện trong chân không ta cần phải làm gì?
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
Muốn tạo ra dòng điện chạy giữa hai điện cực đặt trong
chân không,ta phải đưa hạt tải điện là các êlectron vào
chân không,ta phải đưa hạt tải điện là các êlectron vào
trong đó.
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:
R
R
E
E
1
1
E

E
2
2
R
R
K
A
K
K
1
1
K
K
2
2
G
D

+ Đóng k
1
, mở k
2
:

Vậy :Chân không là môi trường cách điện tốt.
K1
R
R
E
E

1
1
E
E
2
2
R
R
K
A
K2
K2
G

D
D
R
R
E
E
1
1
E
E
2
2
R
R
K
A

K
K
2
2
K1
K1
G
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
D
R
R
E
E
1
1
E
E
2
2
R
R
K
A
K

K
1
1
K
K
2
2
G
Các electron sẽ chuyển động như thế nào khi đóng
khóa K1 và cả khóa K
2
?
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
R
R
E
E
1
1
E
E
2
2

R
R
K
A
K2
K2
G
K1

Bài 16: DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG
Bài 16: DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG
I.
I.
Cách tạo ra 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?
Vậy bản chất dòng điện trong chân không là gì?
Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có
Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có
hướng của các êlectron được đưa vào khoảng chân
hướng của các êlectron được đưa vào khoảng chân
không đó.
không đó.

I-Cách tạo ra dòng điện trong chân không:
I-Cách tạo ra dòng điện trong chân không:
Phân tích các đường biểu diễn (a),(b),(c) trên đồ thị:
Phân tích các đường biểu diễn (a),(b),(c) trên đồ thị:
I

I
A
A
(mA)
(mA)
U
U
AK
AK
(V)
(V)
10
10
20
20
-10
-10
-5
-5
5
5
10
10
15
15
O
O
(a)
(a)
(b)

(b)
(c)
(c)
Đường (a):
Đường (a):
I
I
A
A
có đặc điểm gì
có đặc điểm gì
khi U
khi U
AK
AK
thay đổi?
thay đổi?
Đường (b) và (c):
Đường (b) và (c):
I
I
A
A
thay đổi thế nào
thay đổi thế nào
-khi U
-khi U
AK
AK
<0

<0
-khi U
-khi U
AK
AK
>0?
>0?
Đường (b) và (c)
Đường (b) và (c)
có sự khác nhau
có sự khác nhau
nào?.
nào?.
Đồ thị biểu diễn I
Đồ thị biểu diễn I
A
A
theo U
theo U
AK
AK
:
:
II.TIA CATÔT :
II.TIA CATÔT :
1.Thí nghiệm:
1.Thí nghiệm:
K
K
A

A
Khoảng tối catôt
Khoảng tối catôt
Cột sáng anôt
Cột sáng anôt
+
-
Rút khí
Rút khí
Hình 3
Hình 3
a)
a)
b)
b)
Ố
Ố
ng thủy tinh dài 30cm,
ng thủy tinh dài 30cm,
U
U
AK
AK
rất lớn (cỡ vài ngàn vôn).
rất lớn (cỡ vài ngàn vôn).


Rút khí cho đến khi trong ống là chân không
Rút khí cho đến khi trong ống là chân không
K

K
A
A
+
-
Bảng kết quả :
Bảng kết quả :
Bằng áp suất khí quyển
Bằng áp suất khí quyển
Rút khí áp suất đủ nhỏ
Rút khí áp suất đủ nhỏ
(H3a)
(H3a)
Rút khí tiếp để áp suất
Rút khí tiếp để áp suất


giảm tiếp (
giảm tiếp (
∼
∼
10
10
-3
-3
mmHg)
mmHg)
(H3b)
(H3b)
Áp suất khí trong ống

Áp suất khí trong ống
Hiện tượng xảy ra trong ống
Hiện tượng xảy ra trong ống
không phóng điện
không phóng điện
cột khí phát sáng kéo dài từ anôt đến gần
cột khí phát sáng kéo dài từ anôt đến gần
catôt, gần catôt có khoảng tối.
catôt, gần catôt có khoảng tối.
khoảng tối catôt chiếm toàn bộ ống, thành ống đối diện catôt có
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
ánh sáng màu vàng lục do chùm electron phát ra từ catôt
làm huỳnh quang tinh thể. Ta gọi đó là chùm tia catôt.
làm huỳnh quang tinh thể. Ta gọi đó là chùm tia catôt.
sự phóng điện biến mất
sự phóng điện biến mất
Tiếp tục rút khí đến
Tiếp tục rút khí đến
chân không tốt hơn
chân không tốt hơn
Một cách khác để làm bứt electron ra khỏi catôt mà không đốt nóng catôt.
Một cách khác để làm bứt electron ra khỏi catôt mà không đốt nóng catôt.
Ta theo dõi thí nghiệm mô tả sau đây:
Ta theo dõi thí nghiệm mô tả sau đây:
K
K
A
A
+

-
Rút khí
Rút khí

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
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
K
A

- +

Tia catôt phát ra vuông góc với mặt catôt,
gặp vật cản bị chặn lại
và làm vật đó tích điện âm
K
A
- +
__
__

Tia catôt mang năng lượng
Làm đen phim ảnh, huỳnh quang tinh thể, phát tia
X, làm nóng vật, tác dụng lực lên vật
K
A
- +





3. Bản chất của tia Catôt
3. Bản chất của tia Catôt
Tia
Catôt là một dòng các êlectron phát ra từ Catôt.
Catôt là một dòng các êlectron phát ra từ Catôt.
Các ion dương nhận năng lượng của điện trường,đập
Các ion dương nhận năng lượng của điện trường,đập
vào catôt, sinh ra các êlectron mới duy trì quá trình

vào catôt, sinh ra các êlectron mới duy trì quá trình
phóng điện. Đại bộ phận các êlectron còn lại không bị
phóng điện. Đại bộ phận các êlectron còn lại không bị
va chạm với các phân tử khí, chuyển động như các
va chạm với các phân tử khí, chuyển động như các
êlectron tự do trong chân không.
êlectron tự do trong chân không.


Tia Catôt thực chất là dòng êlectron phát ra từ Catôt có
Tia Catôt thực chất là dòng êlectron phát ra từ Catôt có
năng lượng lớn và bay tự do trong không gian
năng lượng lớn và bay tự do trong không gian

I.
I.
Cách tạo ra dòng điện trong chân không.
Cách tạo ra dòng điện trong chân không.
II.
II.
Tia Catốt
Tia Catốt


4. Ứng dụng
4. Ứng dụng
Làm ống phóng điện tử và đèn hình
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
Catôt mạnh và đáp ứng được các kĩ
thuật, người ta không dùng phóng điện qua chất khí
thuật, người ta không dùng phóng điện qua chất khí
ở áp suất thấp, mà dùng một điôt chân không với
ở áp suất thấp, mà dùng một điôt chân không với
Catôt được đun nóng và anôt có lỗ thủng để cho
Catôt được đun nóng và anôt có lỗ thủng để cho
êlectron bay ra gọi là súng êlectron. Nó thường
êlectron bay ra gọi là súng êlectron. Nó thường
được sử dụng trong ống phóng điện tử và đèn hình.
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 ?

A.Chỉ cần đặt hiệu điện thế UAK có giá trị và khá
lớn giữa anot A và catot K của Điôt chân không
B.Phải nung nóng catot K bằng dòng điện, đồng
thời đặt hiệu điện thế UAK âm giữa anot va catot
của Điôt chân không
C.Chỉ cần nung nóng catot K bằng dòng điện và
nối anot với catot của Điôt chân không qua một
điện kế
D.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.
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
A.Phát ra từ catot, truyền ngược hướng điện
trường giữa anot và catot
B. Mang năng lượng lớn
C. Là dòng electron tự do bay đến từ catot đến
anot
D. 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:
Kiến thức cơ bản, trọng tâm:

Khi đưa electron vào,chân không dẫn
Khi đưa electron vào,chân không dẫn
điện.
điện.

Hai cách làm bứt electron ra khỏi catôt :
Hai cách làm bứt electron ra khỏi catôt :


-Đốt nóng catôt: electron bứt ra từ catôt .
-Đốt nóng catôt: electron bứt ra từ catôt .


-Đặt điện trường rất mạnh(U
-Đặt điện trường rất mạnh(U

AK
AK
rất lớn) giữa anôt và catôt
rất lớn) giữa anôt và catôt


electron bứt ra từ .
electron bứt ra từ .

Dòng điện trong chân không: dòng chuyển dời có hướng của các electron.
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
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.
khi phóng điện qua chất khí ở áp suất thấp và bay tự do.

Tính chất tia catôt:
Tính chất tia catôt:
-Phát ra từ catôt vuông
-Phát ra từ catôt vuông
góc với bề mặt catôt
góc với bề mặt catôt
-Bị chặn khi gặp vật cản
-Bị chặn khi gặp vật cản
làm vật cản tích điện âm
làm vật cản tích điện âm
Mang năng lượng lớn:
Mang năng lượng lớn:

Bị làm lệch bằng
Bị làm lệch bằng
điện trường và từ trường
điện trường và từ trường

Ứng dụng tia catôt: Dùng trong đèn hình và ống phóng điện tử.
Ứng dụng tia catôt: Dùng trong đèn hình và ống phóng điện tử.