трубка Гейсслера

Трубка Гейсслера является предшественником современных газоразрядных трубок , демонстрируя принципы электрического тлеющего разряда , сходного с современными неоновыми лампами , и играя центральную роль в открытии электрона . ^[1]^: 67 Это устройство разработал в 1857 году Генрих Гейсслер , немецкий физик и стеклодув. Трубка Гейсслера представляет собой герметичный стеклянный цилиндр различной формы, частично вакуумированный и снабженный металлическими электродами на каждом конце. Он содержит разреженные газы, такие как неон или аргон , воздух , пары ртути или другие проводящие вещества, а иногда ионизируемые минералы или металлы, такие как натрий . Когда высокое напряжение между электродами подается проходит электрический ток , через трубку , вызывающий ионизацию молекул газа за счет отбрасывания электронов . Свободные электроны воссоединяются с ионами , и образующиеся энергетические атомы излучают свет посредством флуоресценции с излучаемым цветом, характерным для содержащегося в нем материала.

Красочные декоративные трубки Гейсслера использовались во многих художественных проектах на рубеже веков, чтобы продемонстрировать новую технологию электричества. Простые прямые использовались в качестве датчиков высокого напряжения в физических экспериментах. Технология газоразрядного освещения, впервые использованная в трубках Гейсслера, примерно в 1910 году превратилась в коммерческое неоновое освещение , которое можно увидеть сегодня.

Приложение

Рисунок типичных трубок Гейсслера из энциклопедии 1911 года.

Трубки Гейсслера массово производились с 1880-х годов как новинки и развлекательные устройства, с различными сферическими камерами и декоративными змеевидными дорожками, образованными внутри стеклянной трубки. Некоторые трубки имели очень сложную форму и содержали камеры внутри внешнего корпуса. Новый эффект можно было получить, вращая светящуюся трубку на высокой скорости с помощью двигателя; был виден цветной диск благодаря постоянству зрения . При прикосновении руки к рабочей трубке форма светящегося разряда внутри часто менялась из-за емкости корпуса.

Простые прямые трубки Гейсслера использовались в научных исследованиях начала 20-го века в качестве индикаторов высокого напряжения. Когда трубку Гейсслера подносили к источнику переменного тока высокого напряжения, такому как катушка Теслы или катушка Румкорфа , она загоралась даже без контакта с цепью. Их использовали для настройки резонанс баковых контуров радиопередатчиков на . Другим примером их использования был поиск узлов стоячих волн на линиях передачи , таких как линии Лешера, использовавшиеся для измерения частоты ранних радиопередатчиков.

Другое применение около 1900 года было в качестве источника света в рефрактометрах Пульфриха . ^[2]

Трубки Гейсслера иногда до сих пор используются в обучении физике для демонстрации принципов работы газоразрядных трубок .

Влияние

Трубки Гейсслера были первыми газоразрядными трубками и оказали большое влияние на разработку многих инструментов и устройств, работающих на электрическом разряде в газах. ^[1]^: 67

Одним из наиболее значительных последствий ламповой технологии Гейсслера было открытие электрона и изобретение электронных вакуумных ламп . К 1870-м годам более совершенные вакуумные насосы позволили ученым откачивать трубки Гейсслера до более высокого вакуума; они были названы трубками Крукса в честь Уильяма Крукса . При подаче тока было обнаружено, что стеклянная колба этих трубок светилась на конце, противоположном катоду. Наблюдая, как на светящуюся стенку трубки отбрасываются тени с острыми краями из-за препятствий в трубке перед катодом, Иоганн Хитторф понял, что свечение было вызвано каким-то лучом, идущим по прямым линиям через трубку от катода. Их назвали катодными лучами . В 1897 году Дж. Дж. Томсон показал, что катодные лучи состоят из ранее неизвестной частицы, которую назвали электроном . Технология управления электронными пучками привела к изобретению в 1907 году усилительной вакуумной лампы , которая создала область электроники и доминировала в ней в течение 50 лет. электронно-лучевая трубка , которая использовалась в радарах и телевизионных дисплеях.

Некоторые из устройств, созданных на основе ламповой технологии Гейсслера:

Вакуумные трубки
Ксеноновые лампы-вспышки (для фотосъемки со вспышкой)
Ксеноновые дуговые лампы (для кинопроекторов и IMAX )
Рентгеновские трубки
Натриевые лампы, используемые в уличных фонарях
«Неоновые» вывески , в которых используется как видимый световой разряд неона и других газов, так и возбуждение люминофора ультрафиолетовым светом.
Ртутные лампы
Масс-спектрометры
Электронно-лучевые трубки , используемые в осциллографах , а затем в телевизорах , радарах и отображения . компьютерных устройствах
Электротахоскоп (первое устройство отображения движущихся изображений)
Люминесцентные лампы
Плазменные глобусы

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Паис, Авраам (2002). Внутренняя граница: материи и сил в физическом мире (Переиздание). Оксфорд: Clarendon Press [ua] ISBN 978-0-19-851997-3 .
^ Универсальная энциклопедия Хармсворта, том X, 1922, стр. 6533 Рефрактометр

Внешние ссылки

Sparkmuseum: трубки Крукса и Гейсслера
Инструменты для естественной философии: трубки Гейсслера. Архивировано 11 сентября 2013 г. в Wayback Machine.
Электрические штучки Майка: трубки Гейсслера
Сайт электронно-лучевой трубки
Показана работающая трубка Гейсслера и Крукса
Как сделать экспериментальную трубку Гейсслера , Ежемесячник Popular Science , февраль 1919 г., ненумерованная страница, отсканировано Google Books .

[PaisInward-1] Jump up to: ^а ^б Паис, Авраам (2002). Внутренняя граница: материи и сил в физическом мире (Переиздание). Оксфорд: Clarendon Press [ua] ISBN 978-0-19-851997-3 .

[2] Универсальная энциклопедия Хармсворта, том X, 1922, стр. 6533 Рефрактометр

[1]

[2]