Μέτρηση του ειδικού φορτίου του ηλεκτρονίου

1) Scientific Calculator
2) Μολύβι – γόμα
3) Κινητό τηλέφωνο με σύνδεση στο Internet
4) Χαρτί μιλιμετρέ
5) Όρεξη για μάθηση

1. Καθοδικός σωλήνας (πλαστικό διάφανο)
2. Κατάλληλο σωληνοειδές (μεταλλικό βαρύ, συνοδεύει τον καθοδικό σωλήνα)
3. Λάστιχο στερέωσης (συνοδεύουν την αγορά από λαϊκή χάρτινης αυγοθήκης)
4. Τροφοδοτικό DC 0-500V/5mA, 0-20V/6A, 5V/1A και AC 6,3V/8A (HLV 520-N)
5. Αμπερόμετρο (ή πολύμετρο) 0-20Α.
6. Καλώδια συνδέσεων (περιλαμβάνεται 1 ζευγάρι με μπανάνες ασφαλείας)

A) ΤΡΟΦΟΔΟΤΙΚΟ
1. Φέρνουμε το διακόπτη ON/OFF του τροφοδοτικού στη θέση (0) OFF
2. Στρέφουμε τα ρυθμιστικά των τάσεων 0-500V και 0-20V τέρμα αριστερά 
(αντίθετα των δεικτών του ρολογιού) έτσι ώστε να είναι κλειστά.
3. Φέρνουμε το διακόπτη 5...8V στη θέση 5V.

Β) ΚΑΘΟΔΙΚΟΣ
1. Τοποθετούμε τον καθοδικό στο εσωτερικό του σωληνοειδούς 
(ο κόκκινος ακροδέκτης του σωληνοειδούς στο εμπρός μέρος μαζί με την οθόνη) 
και τα δύο μαζί στις υποδοχές της βάσης.
2. Περνάμε το λάστιχο στερέωσης γύρω από το σωληνοειδές 
(το στερεώνουμε στον βραχίονα σχήματος Υ της βάσης).
3. Παρατηρούμε το δίσκο με τους άξονες xx', yy' που μπορεί και περιστρέφεται.
4. Στη μια πλευρά της βάσης υπάρχει περιστρεφόμενο ρυθμιστικό για την εστίαση

Γ) ΠΟΛΥΜΕΤΡΟ
1. O διακόπτης ON/OFF στη θέση OFF
2. Το μαύρο καλώδιο στην υποδοχή "com" και το κόκκινο στη υποδοχή 20Α
3. Ο περιστροφικός επιλογέας στη θέση 20A

ΠΡΟΣΟΧΗ!
α) Όλες οι συνδέσεις να γίνουν με τις συσκευές εκτός λειτουργίας. 
β) Σε κάθε σύνδεση πρώτα βάζουμε τα βύσματα στη συσκευές 
που πρόκειται να τροφοδοτηθούν με τάση και τελευταία στο τροφοδοτικό.
γ) Στις συνδέσεις DC ακολουθούμε τις αντιστοιχίες των χρωμάτων 
(το μπλε αντιστοιχεί στο μαύρο).

1. Συνδέουμε τους ακροδέκτες της βάσης "ΝΗΜΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ" 
με το τροφοδοτικό στην έξοδο 6,3V AC.
2. Χρησιμοποιώντας τις μπανάνες ασφαλείας, συνδέουμε 
τους ακροδέκτες της βάσης "ΑΝΟΔΟΣ", "ΚΑΘΟΔΟΣ" 
με την έξοδο 0-500V/5mA DC του τροφοδοτικού.
3. Καλούμε τον επιβλέποντα για έλεγχο.
4. Θέτουμε σε λειτουργία το τροφοδοτικό (διακόπτης Ο/Ι)
5. Στρέφοντας αργά το ρυθμιστικό, ρυθμίζουμε την τάση Ανόδου στα 240V.
6. Παρατηρούμε το στίγμα της δέσμης στην οθόνη του καθοδικού σωλήνα. 
Με το περιστρεφόμενο κουμπί που υπάρχει στη βάση του (ΕΣΤΙΑΣΗ) 
ρυθμίζουμε έτσι ώστε η κηλίδα να είναι όσο το δυνατόν περισσότερο σημειακή.
7. Λόγω του γήινου μαγνητικού πεδίου η κηλίδα δεν βρίσκεται στο κέντρο της οθόνης.
    i) Περιστρέφουμε τον πλαστικό δίσκο της οθόνης 
    ώστε ο xx' άξονας να είναι οριζόντιος
    ii) Περιστρέφουμε τη βάση γύρω από κατακόρυφο άξονα 
    μέχρι η κηλίδα να βρεθεί πάνω στον xx' άξονα.
    iii) Σηκώνουμε τον βραχίονα Y μέχρι η κηλίδα να συμπίπτει 
    με την αρχή των αξόνων. Τώρα η διεύθυνση της δέσμης συμπίπτει 
    με τη διεύθυνση της έντασης του γήινου μαγνητικού πεδίου.
8. Διαγράφουμε με το μολύβι πάνω στον εργαστηριακό πάγκο 
το περίγραμμα της βάσης του καθοδικού.
9. Μηδενίζουμε την ανοδική τάση και θέτουμε το τροφοδοτικό 
εκτός λειτουργίας (διακόπτης Ο/Ι).

1. Συνδέουμε κατ’ αρχήν (μόνο) τον κόκκινο ακροδέκτη των πλακιδίων
οριζόντιας απόκλισης x'x στον θετικό ακροδέκτη της εξόδου ±5V DC 
του τροφοδοτικού. 
2. Καλούμε τον επιβλέποντα για έλεγχο.
3. Θέτουμε σε λειτουργία το τροφοδοτικό (διακόπτης Ο/Ι) 
και την ανοδική τάση στα 240V.
Παρατηρούμε ότι η κηλίδα εκτρέπεται από το κέντρο
$Ο$ του διαγραμμισμένου δίσκου και σχηματίζει μια γραμμή.
4. Στρέφουμε τον διαγραμμισμένο δίσκο, που βρίσκεται μπροστά στην οθόνη,
ώστε ο άξονας x'x να ταυτιστεί με τη γραμμή.
ΠΡΟΣΟΧΗ : περιστρέφουμε μόνο τον διαγραμμισμένο δίσκο και όχι ολόκληρο
τον καθοδικό σωλήνα! 
5. Μηδενίζουμε την ανοδική τάση και θέτουμε το τροφοδοτικό 
εκτός λειτουργίας (διακόπτης Ο/Ι)

1. Συνδέουμε κατόπιν και τον μαύρο ακροδέκτη των πλακιδίων x'x στον 
αρνητικό ακροδέκτη της εξόδου ±5V DC του τροφοδοτικού. 
2. Καλούμε τον επιβλέποντα για έλεγχο.
3. Θέτουμε σε λειτουργία το τροφοδοτικό (διακόπτης Ο/Ι) 
και την ανοδική τάση στα 240V.
Παρατηρούμε ότι η κηλίδα μετακινείται από την αρχική θέση Ο σε μία νέα θέση Α1. 
Περιστρέφουμε το διαγραμμισμένο δίσκο (όχι τον καθοδικό σωλήνα), ώστε 
ο άξονας x'x να περνάει από το σημείο Α1.
ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ : ο άξονας x'x του διαγραμμισμένου δίσκου στη θέση αυτή 
δεν είναι απαραίτητα οριζόντιος. 
4. Παρατηρούμε τη φωτεινή κηλίδα στην οθόνη του καθοδικού. 
Αν η εκτροπή της δεν είναι κατακόρυφη στρέφουμε το σωλήνα 
γύρω από τον άξονά του έτσι ώστε να γίνει κατακόρυφη. 
Στρέφουμε τον περιστρεφόμενο πλαστικό δίσκο της οθόνης 
ώστε ο xx' άξονας να είναι οριζόντιος.
5. Μηδενίζουμε την ανοδική τάση και θέτουμε το τροφοδοτικό 
εκτός λειτουργίας (διακόπτης Ο/Ι)

1. Συνδέουμε το πηνίο με την έξοδο 0-20V/6A DC του τροφοδοτικού 
παρεμβάλλοντας το  αμπερόμετρο (σε σειρά). 
Εάν χρησιμοποιούμε πολύμετρο προσέχουμε την συνδεσμολογία 
και την επιλογή της κατάλληλης κλίμακας.
2. Καλούμε τον επιβλέποντα για έλεγχο.
3. Θέτουμε σε λειτουργία το τροφοδοτικό (διακόπτης Ο/Ι) 
και το αμπερόμετρο.
4. Ρυθμίζουμε την ανοδική τάση στα 260V
5. Παρατηρώντας την οθόνη αυξάνουμε αργά το ρεύμα 
που διαρρέει το σωληνοειδές μέχρι η φωτεινή κηλίδα 
ξεκινώντας από το σημείο Α1 του άξονα x'x, τείνει να 
διαγράψει στην οθόνη μία σχεδόν κυκλική δεξιόστροφη τροχιά 
για ένα μόνο τεταρτημόριο του κύκλου μέχρι το σημείο Α2 
του άξονα y'y, όπως φαίνεται στο σχήμα:

6. Διαβάζουμε την ένδειξη στο αμπερόμετρο και αφού μηδενίσουμε 
το  ρεύμα του σωληνοειδούς την σημειώνουμε σε κατάλληλο πίνακα. 
Προσοχή: Τα στάδια 5 και 6 δεν πρέπει να διαρκέσουν πάνω από 1min 
γιατί το ρεύμα που διαρρέει το σωληνοειδές μπορεί 
να καταστρέψει τις περιελίξεις του  σωληνοειδούς.
7. Επαναλαμβάνουμε τα στάδια 5 και 6 για διαφορετικές ανοδικές τάσεις
και συμπληρώνουμε κατάλληλο πίνακα.

Για τον υπολογισμό του ειδικού φορτίου του ηλεκτρονίου απαιτείται:
1. Η ανοδική τάση στον καθοδικό σωλήνα
2. Το ρεύμα που διαρρέει το σωληνοειδές πηνίο
3. Η απόσταση D μεταξύ των πλακιδίων xx' και της οθόνης
4. Η σταθερά του σωληνοειδές πηνίου.
5. Φαντασία! Η κίνηση της δέσμης των ηλεκτρονίων ειναι 3D
στην οθόνη φαίνεται η προβολή της φωτεινής κηλίδας στο xy επίπεδο