Geisslerrohr

Geisslerrohr Bild in der Infobox. Zeichnung von Geisslers Röhren in einem französischen Physikbuch von 1869, die einige der vielen möglichen dekorativen Formen zeigt. Präsentation
Art Entladungslampe

Das Geissler Rohr ist ein Glasrohr durch den Physiker (auch Glasbläser) Deutschen erfunden Heinrich Geissler in 1857 entwickelt , um visuell die Prinzipien der demonstrieren elektrischen Entladungslampe ( Plasma unmagnetisierten).

Es ist etwas der Vorfahr der Entladungslampe und der modernen "Neon" -Beleuchtung.

Ingenieur-Design

Der teilweise evakuierte Glaszylinder ist an jeder Seite um eine Metallelektrode an jedem seiner Enden ( Kathode und Anode ) abgedichtet .

Funktionsprinzip

Wenn eine ausreichende Potentialdifferenz ( Hochspannung ) zwischen diesen Elektroden angelegt wird (selbst bei niedriger Stromstärke), ionisieren einige Moleküle des in der Röhre vorhandenen Gases, indem sie Elektronen verlieren, die von der positiven Elektrode (Kathode) angezogen werden, dann werden positive Ionen angezogen zur Anode. Elektrischer Strom ist sowohl auf diese Strömung von Elektronen und eine Strömung von positiven Ionen. Viele der zirkulierenden geladenen Teilchen kollidieren mit Elektronen, die ihren Atomkern umkreisen. Diese Kollisionen treiben bestimmte Elektronen aus ihrer Umlaufbahn : Sie verändern die elektronische Schicht und kehren zu ihr zurück, wobei sie ein Photon emittieren . Die Wellenlänge dieses Photons (seine Farbe) hängt von der Energie ab, die es enthält, liegt jedoch häufig im sichtbaren Licht oder im ultravioletten Spektrum (die Farbe des emittierten Lichts ist auch charakteristisch für die in der Röhre vorhandene Substanz, wodurch viele Farben und Lichteffekte erzielt werden Kann erreicht werden). Bestimmte Elektronen werden vollständig aus ihrem Atom herausgerissen und erhöhen den Strom der zirkulierenden Elektronen, was zu einem Phänomen der " Zündung  " beim Einschalten der Lampe beiträgt  : Der anfangs sehr schwache Strom steigt stark an (bis zur maximalen Leistung des elektrischen Generators) ).

Geschichte, verwendet

Geissler findet heraus, dass er ein Plasma sichtbar machen kann, indem er es in eine versiegelte zylindrische Glashülle mit einem zentralen Kapillarbereich und einem größeren Durchmesser an den Enden einschließt.

Die ersten Entladungslampen genannt Geissler Röhren Labor Objekte wurden zunächst von den Physikern der frühen verwendet XX - ten  Jahrhundert als physikalische Instrumente.

Ab den 1880er Jahren stellten Glasbläser auch ausgefallene Objekte her, die massiv hergestellt wurden, in vielen Formen (z. B. mit verschiedenen kugelförmigen Kammern und / oder Serpentinen, gewundenen oder dekorativen Formen) und künstlerisch ausgewählten Farben. oder um die neue "Wissenschaft der Elektrizität" zu fördern. Sie waren mit verdünnten Gasen (Neon, Argon oder Luft) gefüllt; Dampf leitender Metalle (z. B. Quecksilberdampf) oder anderer leitender Flüssigkeiten; oder ionisierbare Mineralien oder Metalle (z . B. Natrium ).

Einige Röhren waren sehr aufwendig, komplex in der Form und manchmal mit Kammern in einem Außengehäuse gebaut. Ein neuer Effekt wurde erzielt, indem ein Glührohr mit einem Motor mit hoher Geschwindigkeit gedreht wurde; durch optische Täuschung erscheint dann eine farbige Scheibe (Phänomen der Netzhautpersistenz). Wenn schließlich eine "geladene" Röhre von der Hand berührt wurde, änderte sich die Form der glühenden Entladung im Inneren aufgrund der Kapazität des menschlichen Körpers.

Verwendet

Wenn eine Geissler-Röhre an eine Hochspannungswechselstromquelle herangefahren wurde (zu der Zeit war es beispielsweise eine Tesla-Spule oder eine Ruhmkorff-Spule ), zündete sie sogar ohne Kontakt mit der Schaltung (wie wenn Sie sich einer Strom- Neonröhre an eine näherten) Hochspannungsleitung oder ein leistungsfähiger Funksender).

Zu Beginn des XX - ten  Jahrhunderts wurden daher Geissler Rohr eingesetzt als:

Geissler-Röhren werden manchmal noch im Physikunterricht verwendet, um die Prinzipien von Gasentladungsröhren zu demonstrieren.

Beeinflussen

Geissler-Röhren (die ersten Gasentladungsröhren) hatten einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung vieler Instrumente und Geräte, die von der elektrischen Entladung durch Gase abhängig sind.

Eine der Hauptfolgen der Geissler-Röhrentechnologie war die Entdeckung des Elektrons und später die Erfindung elektronischer Vakuumröhren (z. B. im Fernsehen).

In den 1870er Jahren ermöglichte die Verbesserung der Vakuumpumpe den Physikern, ein höheres Vakuum in den Geissler-Röhren zu induzieren, die dann in Crookes-Röhre (nach William Crookes ) umbenannt werden. Durch Anlegen eines Stroms an sie leuchtet die Glashülle dieser Röhren am der Kathode gegenüberliegenden Ende. Als Johann Hittorf beobachtet, dass scharfkantige Schatten durch Hindernisse in der Röhre vor der Kathode auf die Wand der Glühröhre geworfen wurden, versteht er, dass das Glühen durch eine Art Strahl verursacht wurde, der sich in geraden Linien von der Kathode durch die Röhre bewegt. Kathode. Diese wurden "  Kathodenstrahlen  " genannt.

Um 1886 interessierte sich Prof. Préaubert, der damals Präsident der Angers Scientific Studies Society war , zu einer Zeit, als diese gelehrte Gesellschaft mit mehreren Mitgliedern oder Korrespondenten dieser Gesellschaft ein enges Interesse an der Bewertung der Auswirkungen verschiedener Elektrokulturen zeigte Instrumente , insbesondere von Abbé Bertholon erfunden, nachdem dieser bemerkt hatte, dass Pflanzen um die ersten in Frankreich installierten Blitzableiter herum besser zu wachsen schienen. Préaubert selbst experimentierte mit der Elektrokultur (Rue Proust in Angers) unter Verwendung einer hohen atmosphärischen elektrischen Spannung, die während eines Gewitters von einem Elektrosensor erfasst wurde , den er einerseits verbessert hatte, indem er seinen leitenden Draht mit Paraffin ummantelte und einen Weg entwickelte, die zu messen Intensität eines Gewitters. Zu diesem Zweck hatte er eine kleine Geissler-Röhre zwischen dem Draht seines Elektrosensors und der Erde angeschlossen und bei dieser Gelegenheit zwei Entdeckungen gemacht:

  1. Diese Röhre wurde während eines Gewitters leuchtend, wobei eine Intensität es ermöglichte, Schwankungen in der Intensität des elektrischen Feldes zu folgen.
  2. Diese Röhre zeigte häufige Umkehrungen der Polarität der sogenannten aerotellurischen Ströme , die durch Änderungen des ungleichmäßigen Aussehens der beiden Pole der Röhre sichtbar wurden. Er zeigte damit die Komplexität des stürmischen Phänomens, das seit den Experimenten von Benjamin Franklin die damaligen Wissenschaftler faszinierte und noch teilweise verstanden wurde. Als Gewitter breitete sich das Phänomen auf dem Gelände aus. Die Geissler-Röhre von Professor Préaubert ermöglichte es ihm, dem stürmischen Phänomen zu folgen. Leutnant Fernand Basty , Mitglied derselben Firma und auch ein Experimentator für Elektrokultur, gibt an, dass diese Röhre auch einfach verwendet werden kann, um zu überprüfen, ob der Sensor gut funktioniert, indem er zeigt, dass die Spitzen des Sensors nicht oxidiert sind und dass die Die Isolierung des Drahtes ist perfekt.

Im Jahr 1897 zeigte JJ Thomson, dass diese Kathodenstrahlen aus einem zuvor unbekannten Teilchen bestehen, das "Elektron" genannt wird.

Die Verbesserung der Elektronenstrahlsteuerungstechnologie führte 1907 zur Erfindung des Vakuumröhrenverstärkers, der Quelle des Gebiets der Elektronik, und der ihn 50 Jahre lang beherrschte. Die Kathodenstrahlröhre wurde insbesondere für Radar- und Fernsehbildschirme verwendet.

In den frühen 20 - ten Jahrhunderts Technologie wurde in Neonbeleuchtung vermarktet und weiterentwickelt

Viele Geräte sind mehr oder weniger direkt von der Geissler-Röhrentechnologie abgeleitet:

Anmerkungen und Referenzen

  1. Harmsworths Universal Encyclopaedia Vol X 1922 p6533 Refraktometer  (en)

Siehe auch

Zum Thema passende Artikel

Externe Links

Literaturverzeichnis