Publicité
3. Caractéristiques techniques
Tension de chauffage :
Tension anodique :
Courant anodique :
Courant du rayon :
Ampoule :
Longueur totale :
4. Commande
Pour réaliser les expériences avec le tube de
Perrin, on a besoin des dispositifs supplémen-
taires suivants :
1 Support pour tube D
1 Alimentation haute tension 5 kV (115 V, 50/60 Hz)
ou
1 Alimentation haute tension 5 kV (230 V, 50/60 Hz)
1 Paire de bobines de Helmholtz S
1 Alimentation CC 20 V, 5 A (115 V, 50/60 Hz)
ou
1 Alimentation CC 20 V, 5 A (230 V, 50/60 Hz)
1 Electroscope
1 Multimètre analogique AM50
Equipements complémentaires recommandés :
Adaptateur de protection, bipolaire
4.1 Emploi du tube dans le porte-tube
Ne montez et ne démontez le tube que lors-
que
les
dispositifs
éteints.
Repoussez complètement en arrière la cou-
lisse de fixation du porte-tube.
Insérez le tube entre les pinces.
Avec le coulisseau, fixez le tube entre les
pinces.
Le cas échéant, connecter un adaptateur de
protection aux douilles de connexion des
tubes.
4.2 Retrait du tube du porte-tube
Pour démonter le tube, ramenez le coulis-
seau en arrière et dégagez le tube.
5. Exemple d'expérience
5.1 Démontrer la nature des particules des
rayons cathodiques et déterminer leur po-
larité
Procédez au câblage comme le montre la fig. 1.
≤ 7,5 V CA/CC
2000 V - 5000 V
typ. 1,8 mA à
U
= 4000 V
A
4 µA à U
= 4000 V
A
Ø env. 130 mm
env. 260 mm
1008507
1003309
1003310
1000611
1003311
1003312
1001027
1003073
1009961
d'alimentation
sont
Appliquez une tension anodique entre 3 et 5 kV.
Les rayons cathodiques apparaissent sur l'écran
fluorescent sous la forme d'une tache ronde.
À l'aide des bobines de Helmholtz, déviez
les rayons cathodiques de manière à ce
qu'ils tombent très précisément dans la cage
de Faraday. Comme variante, vous pouvez
aussi dévier le rayon au moyen d'un aimant
montée sur la fourche.
L'aiguille de l'électroscope dévie et signale une
charge.
Désactivez la tension de chauffage et anodique.
La déviation de l'électroscope est maintenue.
Si la charge de la cage de Faraday résultait d'un
rayonnement d'ondes, la déviation de d'élec-
troscope s'atténuerait dès que le chauffage est
désactivé. Comme ce n'est pas le cas, on peut
en conclure que les rayons cathodiques sont
constitués d'une matière qui est chargée électri-
quement. Ces particules sont des électrons.
La polarité négative des rayons cathodiques
peut être démontrée par une nouvelle charge de
l'électroscope au moyen d'une barre en plas-
tique ou en verre que l'on aura frottée aupara-
vant (négatif ou positif).
5.2 Évaluation de la charge électronique
spécifique e/m
Procédez au câblage comme le montre la
fig. 3.
En cas de déviation des rayons dans la coupe
de Faraday, l'équation suivante s'applique à la
charge électronique spécifique e/m :
e
2
U
A
2
m
B
r
U
peut être lue directement, le rayon de cour-
A
bure r résulte des données géométriques du
tube (diamètre de piston 13 cm, coupe de Fara-
day incliné à 45° contre l'axe du rayon) pour
donner r = env. 16 cm (voir la figure 2).
L'équation suivante s'applique à la densité de
flux magnétique B dans le cas d'une géométrie
Helmholtz du champ magnétique de la paire de
bobines et d'un courant de bobines I :
3
4
2
0
B
5
R
avec k = dans une bonne approximation 4,2
mT/A, n = 320 (spires) et R = 68 mm (rayon de
bobine).
Calculez e/m en insérant les valeurs pour
U
, r et B dans l'équation 1.
A
5.3 Déviation dans des champ alternatifs ma-
gnétiques croisés (figures de Lissajous)
Autres appareils requis :
1 Bobine auxiliaire
1 Alimentation CA/CC 12 V, 3 A (115 V, 50/60 Hz)
ou
2
n
I
k
I
1000645
1002775
(1)
(2)
Publicité
