Do niedawna w szkołach znajdowały się dobrze wyposażone pracownie fizyczne. Z czasem jednak pomocy naukowych z wielu z nich się wyzbyto.
Chcąc pokazać eksperymenty z wyładowaniami w gazach czy ruchem elektronów w próżni trzeba by było mieć induktor (dziś to kosztowna sprawa) i odpowiednie lampy. O te też trudno. Nawet, jeśli ktoś posiada takie rzeczy, to trudno je zabrać z domu na lekcję. Ktoś zwrócił się do mnie z prośbą o zrobienie takich pomocy naukowych, które da się bez problemu przenosić.
A gdyby wszystko zrobić w bardzo małej skali? Jak pomyślałem, tak też zrobiłem.
Na pierwszy ogień "poszły" dwie lampy: opisywany już kiedyś przeze mnie w innym wykonaniu "krzyż maltański" i lampa z ekranem fluorescencyjnym.
Małe wymiary lamp (długość 40 mm, szerokość w największym miejscu 25mm, w najwęższym zaś 13 mm) sprawiają, że łatwo je przenosić. Ich wymiary, luminoforowane ekrany i napełnienie neonem pod niewielkim ciśnieniem sprawia, że napięcie ich zasilania jest stosunkowo nieznaczne (maksimum 3,5kV), przy niewielkim prądzie pobieranym. Niskie energie elektronów w tych lampach nie stwarzają ryzyka powstawania szkodliwego promieniowania rentgenowskiego, jak miało to miejsce niegdyś.
Do zasilania lampek wykorzystuję zasilacz z flesza z odpowiednim powielaczem diodowo-kondensatorowym. Tak więc lampy są zasilane w zasadzie z baterii typu "paluszek".
Na przyszłość obrazki proszę dodawać poprzez funkcję "Dodaj obrazek". Dziękuję.
[Art]
...i proszę pamiętać o zdjęciu na początku. Dziękuję.
[androot]
Jak zwykle piękno:) Szkoda że tak rzadko umieszczasz swoje dzieła na forum:(
@misiekan854: Kolega Alek wykonuje takie lampy własnoręcznie (dosłownie własnoręcznie), poszukaj innych jego konstrukcji:) I bez odpowiedniego warsztatu chyba nie uda Ci się samemu wykonać takich lamp.
Cóż, świetna robota, w szkołach rzeczywiście bardzo często jest problem z takowymi pomocami naukowymi.
mam do Kolegi autora takie 2 pytania:
1. czy mógłby kolega zamieścić schemat układu zasilającego?
2. jakie były koszty wykonania i jeśli wykonywałby Kolega takie rzeczy na zamówienie to jaka byłaby cena takich pomocy naukowych?
W wolnej chwili opiszę układ dokładniej. Pokażę też jeszcze i inne zdjęcia.
Jeśli chodzi o powyżej zamieszczone lampy, to istotnie są one zrobione w bańkach od lamp samochodowych.
Działanie tych lamp jest następujące: Są to lampy tzw. jonowe. Nieżarzona katoda, wykonana z aluminium (mały współczynnik rozpylania jonowego zapewnia dużą jej trwałość) emituje elektrony pod wpływem bombardowania jonami gazu szlachetnego. Anodę stanowi przytrzymywacz metalowego krzyża (może to być inna figura), zamocowanego na izolatorze szklanym. Za krzyżem znajduje się dno bańki szklanej, powleczone luminoforem (metodą napylania). Najlepszy efekt, jak widać dał luminofor czerwony (tlenosiarczek itru, aktywowany europem).
Wypełnienie lampy stanowi neon, pod ciśnieniem około 0,05 Tr. Pozwala on na zapłon lampy przy stosunkowo niskich napięciach. Obecnie stosowany zasilacz
"na jałowo" daje 3400V, zmierzone napięciem elektrostatycznym. Jednakże szacuję, że po zapłonie lampy napięcie na jej elektrodach nie przekracza kilkuset V.
Lampa demonstruje zjawisko, polegające na zatrzymywaniu elektronów przez metalowe blachy, dowodzi też, że elektrony poruszają się prostoliniowo (cień krzyża na luminoforze świadczy o tym dobitnie).
Można też zademonstrować odchylanie elektronów w polu magnetycznym. Oto bowiem po zbliżeniu magnesu do lampy cień krzyża się przesunie i zdeformuje wskutek niejednorodności pola.
Ostatnia lampa posiada inną budowę, ale nie jestem z niej zadowolony. Ma ona demonstrować zjawisko odchylania elektronów w polu magnetycznym, jak np. ta lampa:
http://tubedevices.com/alek/pwl/magnetyczna/magnetyczna.htm Na ekranie widać linię, powodowaną strumieniem elektronów (przelatują przez szczelinę w ekranie). Linia ta daje się odchylać w polu magnetycznym i w obecności pola magnetycznego układa się w parabolę. Znając energię elektronów (napięcie na lampie) , natężenie pola magnetycznego i odchylenie można wyznaczyć stosunek ładunku elektronu do jego masy. Do tego wygodnie posługiwać się jednak lampami dużymi.
Lampka z ekranem metalowym, z wątku jest bardzo mała i ma jeszcze pewne niedostatki, stąd słaby ślad na ekranie. Myślę, że po zmianie geometrii katody i luminoforu i ta lampa spełni oczekiwania.
Wprawdzie oba te typy lamp można wykonać jako z katodami żarzonymi (robiłem tez takie modele i jeśli będzie zainteresowanie w wątku to je też pokażę), ale bez "idiotoodpornych zasilaczy" kończyły szybciutko swój żywot. Po prostu uczniowie podawali za duże napięcie żarzenia i upalali katody.
Dlatego tam, gdzie to możliwe lepiej stosować lampy jonowe; je trudno uszkodzić.
Duże lampy jonowe ( jak wspominałem) były dawniej na wyposażeniu różnych pracowni. Jednakże były one często lampami tzw. "twardymi", z dość znaczną próżnią. Zasilanie induktorem o napięciu rzędu kilkudziesięciu kV powodowało, że stawały się one źródłem promieni rentgenowskich. Był to jeden z powodów ich wycofania z wielu szkół. Artykuł poświęcony zagadnieniu emisji promieniowania X przez te lampy poruszał jeden z artykułów z 1990 r w jakimś piśmie dla nauczycieli.
Całkowitą nieszkodliwość lamp jonowych typu "Krzyż maltański", "ekran" czy lampa do pokazu promieni kanalikowych można osiągnąć dwojako: napełniając je gazami szlachetnymi o takim ciśnieniu, by przy napięciu rzędu max. 5-7kV było wszystko dobrze widać lub zmniejszać ich gabaryty. Można też stosować oba te sposoby jednocześnie.
Niewątpliwie duże lampy są lepsze do pokazów dla szerszego audytorium, ale łatwo je uszkodzić. Wymagają nieco większego napięcia pracy.
Z kolei lampy małe nie nadają się do pokazów dla audytorium, trzeba raczej kolejno lub ławkami wołać uczniów do biurka nauczyciela. Rozwiązanie to w dobie kompletnej mizerii, jeśli idzie o pomoce dydaktyczne w pracowniach fizycznych wydaje mi się jedynym sensownym rozwiązaniem. Oto bowiem cały zestaw lampek do różnych doświadczeń powinien się zmieścić w małej skrzyneczce. Myślę, że wkrótce będę mógł zaprezentować Wam dwa pełne komplety takich pomocy w wersji normalnej i zmniejszonej.
Do zasilania lampek wykorzystuję zasilacz z flesza z odpowiednim powielaczem diodowo-kondensatorowym. Tak więc lampy są zasilane w zasadzie z baterii typu "paluszek".
Możesz szerzej opisać ten zasilacz? Jak z paluszka robisz 3kV?
Przetwornica z apratu fotograficznego + powielacz kaskadowy. Bardziej wydajny układ można zrobić na ne555. Ciekawe jak by się zachowywały te lampki, w roli "głośników plazmowych". Kiedyś próbowałem zwykłe bańki do tego celu zastosować, dość fajny efekt.
Alku podobne do twoich produkty można kupić za niemałe pieniądze zza oceanu. Może warto powalczyć o kawałek tego tortu. Twoje produkty wcale nie są gorsze od tych ze strony.
Jak zobaczyłem te ceny, to mi kopara opadła do sąsiada na dół...
Nie wiem jaki jest nakład pracy potrzebny do wykonania takiej lampy, nie znam też ceny potrzebnych materiałów, ale podejrzewam, że nie jest ona wygórowana, zwłaszcza przy większych ilościach, a takie podejrzewam kupuje Alek. Także, faktycznie możesz się drogi Alku zastanowić nad "pół seryjną" produkcją.
✨ W dyskusji poruszono temat miniaturowych lamp dydaktycznych, które mogą być używane w szkołach do demonstracji eksperymentów z wyładowaniami w gazach i ruchem elektronów. Użytkownik zaprezentował własnoręcznie wykonane lampy, w tym lampę "krzyż maltański" oraz lampę z ekranem fluorescencyjnym, które charakteryzują się małymi wymiarami (40 mm długości, 25 mm szerokości, 13 mm w najwęższym miejscu), co ułatwia ich transport. Lampy są zbudowane z bańek od lamp samochodowych i działają na zasadzie jonizacji gazu szlachetnego (neon). Uczestnicy dyskusji pytali o szczegóły dotyczące schematu zasilania, kosztów wykonania oraz możliwości produkcji na zamówienie. Wspomniano również o zastosowaniu przetwornic z aparatów fotograficznych do uzyskania wysokiego napięcia oraz o potencjalnych zastosowaniach lamp jako "głośników plazmowych". Wygenerowane przez model językowy.
