專利名稱：一種帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種教學(xué)實驗儀器，特別是一種帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀。
背景技術(shù)：
教學(xué)儀器一般包括實驗和實訓(xùn)兩大類，主要應(yīng)用于理工類各專業(yè)實驗的教學(xué)演示和培訓(xùn)。在教學(xué)過程中，通過實驗的演示，可以更加直觀的表現(xiàn)各類實驗結(jié)果，不僅可以有助于學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解和吸收，還可以提高教學(xué)的趣味性，相比于傳統(tǒng)的文字、圖畫等教學(xué)，更能幫助學(xué)生記憶教學(xué)內(nèi)容。在物理學(xué)的日常教學(xué)活動中，通常需要大量地借助教學(xué)儀器與模型來幫助學(xué)生理解和記憶知識。通常，宏觀的物理知識不僅容易觀察到，而且對于學(xué)習(xí)者來說比較容易理解。但是在微觀物理學(xué)的范疇內(nèi)，對于學(xué)習(xí)者而言，往往由于不能直接的觀察和感知而比較難于理解，這類知識也通常是學(xué)習(xí)者的難點之一。如果在充分掌握微觀世界粒子存在和運動的基本規(guī)則的基礎(chǔ)上，再結(jié)合微觀粒子在不同的外加環(huán)境和場中的特定表現(xiàn)，從而對帶電微觀粒子的運動路徑、速度和運動時間進行判斷就會變得相對容易?，F(xiàn)有的物理教學(xué)活動中，常見的多為宏觀物理學(xué)的教學(xué)演示儀器，在圍觀物理學(xué)，特別是粒子范疇內(nèi)的教學(xué)中，還沒有相應(yīng)的教學(xué)實驗演示儀器，教學(xué)者通常只是通過文字、圖畫等來進行教學(xué)和解析，學(xué)習(xí)者由于無法親身感知而對于這一類的知識往往覺得難于理解，而且有些粒子實驗通過文字和圖畫等手段無法進行動態(tài)的演示和說明，給教學(xué)者和學(xué)習(xí)者帶來了不便和困難。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本實用新型公開了一種帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀，通過對帶電粒子在電場和磁場作用下的運動軌跡的直觀演示，提高了教學(xué)的直觀性和方便性，便于學(xué)生對微觀粒子的運動性質(zhì)的理解和對微觀世界的認知，降低了教學(xué)難度。本實用新型公開了一種帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀包括云室、設(shè)置在云室上的云母片窗和觀察窗、電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、偏轉(zhuǎn)電磁場、以及與云室內(nèi)部相連接的水蒸氣發(fā)生器和真空機，所述的觀察窗設(shè)置在云室的頂蓋上，所述的云母片窗設(shè)置在云室左右兩側(cè)的一個側(cè)壁的上端，所述電子槍的槍口與云母片窗密閉連接，所述偏轉(zhuǎn)電磁場的兩極相對地分別設(shè)置在云室的頂蓋和底板外側(cè)，所述偏轉(zhuǎn)電極的兩極相對地分別設(shè)置云室的前后兩壁的內(nèi)壁上。本實用新型公開的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀，在容納低壓蒸汽的云室上設(shè)置能夠通過云母片窗和觀察窗，保證了帶電粒子能夠順利進入云室，并且通過帶電粒子在水蒸氣中的成核凝聚效用，使帶電粒子在云室內(nèi)通過水蒸氣液滴的凝聚顯示出運動軌跡，從而直觀演示帶電粒子在電場和磁場作用下的運動軌跡，提高了教學(xué)的直觀性和方便性，便于學(xué)生對微觀粒子的運動性質(zhì)的理解和對微觀世界的認知，降低了教學(xué)難度。本實用新型公開的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀的一種改進,所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀還包括設(shè)置在云室上的恒溫保溫裝置。本改進通過設(shè)置在云室上的恒溫保溫裝置，保證了云室中低壓水蒸氣的溫度、壓力和分散狀態(tài)的穩(wěn)定性，保證了實驗環(huán)境中帶電粒子示蹤環(huán)境的穩(wěn)定性和一致性，提高了演示儀對帶電粒子運行狀態(tài)顯示的準確度，提高了顯示的質(zhì)量。本實用新型公開的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀的又一種改進，所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀還包括加速電極，所述的加速電極由間隔設(shè)置的正負電極組排列設(shè)置在電子槍上。本改進通過設(shè)置在電子槍上的加速電極，方便調(diào)節(jié)帶電粒子進入云室的速度，從而便于觀察帶電粒子的入場速度對其在電磁和磁場中運行狀態(tài)的影響，提高了實驗儀的綜合性和方便性，便于學(xué)生對微觀粒子運動狀態(tài)的理解。本實用新型公開的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀的又一種改進，所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀還包括與云室的內(nèi)壁相連接的接地裝置。本改進通過將云室的內(nèi)壁接地，能夠在實驗中及時地將云室中的多余電荷導(dǎo)出，避免了云室中電荷積聚產(chǎn)生的額外電場而影響帶電粒子的運動，降低了長時間、連續(xù)性實驗操作對帶電粒子 運行的影響，提高了實驗的準確性和精確性，保證了實驗的質(zhì)量。本實用新型公開的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀,通過帶電粒子在水蒸氣中的成核凝聚效用，對帶電粒子在電場和磁場作用下的運動軌跡進行直觀演示，直觀顯示了帶電粒子流在云室中的運行路徑和偏轉(zhuǎn)方向，提高了實驗的準確性和直觀性，便于學(xué)生對微觀粒子的運動性質(zhì)的理解和對微觀世界的認知，降低了教學(xué)難度。

圖I、本實用新型公開的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標明列表1、云室，2、云母片窗，3、觀察窗，4、電子槍，5、真空機，6、水蒸氣發(fā)生器，7、偏轉(zhuǎn)電極，8、偏轉(zhuǎn)電磁場，9、加速電極，10、接地裝置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
，進一步闡明本實用新型，應(yīng)理解下述具體實施方式
僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。如圖I所示，本實用新型公開了一種帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀包括云室I、設(shè)置在云室I上的云母片窗2和觀察窗3、電子槍4、偏轉(zhuǎn)電極7、偏轉(zhuǎn)電磁場8、以及與云室I內(nèi)部相連接的水蒸氣發(fā)生器6和真空機5，所述的觀察窗3設(shè)置在云室I的頂蓋上，所述的云母片窗2設(shè)置在云室I左右兩側(cè)的一個側(cè)壁的上端，所述電子槍4的槍口與云母片窗2密閉連接，所述偏轉(zhuǎn)電磁場8的兩極相對地分別設(shè)置在云室I的頂蓋和底板外側(cè)，所述偏轉(zhuǎn)電極7的兩極相對地分別設(shè)置云室I的前后兩壁的內(nèi)壁上。本實用新型公開的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀，在容納低壓蒸汽的云室上設(shè)置能夠通過云母片窗和觀察窗，保證了帶電粒子能夠順利進入云室，并且通過帶電粒子在水蒸氣中的成核凝聚效用，使帶電粒子在云室內(nèi)通過水蒸氣液滴的凝聚顯示出運動軌跡，從而直觀演示帶電粒子在電場和磁場作用下的運動軌跡，提高了教學(xué)的直觀性和方便性，便于學(xué)生對微觀粒子的運動性質(zhì)的理解和對微觀世界的認知，降低了教學(xué)難度。[0015]作為一種優(yōu)選，所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀還包括設(shè)置在云室上的恒溫保溫裝置。本實用新型通過設(shè)置在云室上的恒溫保溫裝置，保證了云室中低壓水蒸氣的溫度、壓力和分散狀態(tài)的穩(wěn)定性，保證了實驗環(huán)境中帶電粒子示蹤環(huán)境的穩(wěn)定性和一致性，提高了演示儀對帶電粒子運行狀態(tài)顯示的準確度，提高了顯示的質(zhì)量。作為一種優(yōu)選，所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀還包括加速電極9，所述的加速電極9由間隔設(shè)置的正負電極組排列設(shè)置在電子槍4上。本實用新型通過設(shè)置在電子槍上的加速電極，方便調(diào)節(jié)帶電粒子進入云室的速度，從而便于觀察帶電粒子的入場速度對其在電磁和磁場中運行狀態(tài)的影響，提高了實驗儀的綜合性和方便性，便于學(xué)生對微觀粒子運動狀態(tài)的理解。作為一種優(yōu)選，所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀還包括與云室I的內(nèi)壁相連接的接地裝置10。本實用新型通過將云室的內(nèi)壁接地，能夠在實驗中及時地將云室中的多余電荷導(dǎo)出，避免了云室中電荷積聚產(chǎn)生的額外電場而影響帶電粒子的運動，降低了長時間、連續(xù)性實驗操作對帶電粒子運行的影響，提高了實驗的準確性和精確 性，保證了實驗的質(zhì)量。實驗時，首先關(guān)閉云室I的云母片窗2，再打開云室I的恒溫保溫裝置，并設(shè)定實驗溫度，然后打開真空機5對云室I內(nèi)部進行抽真空至高真空狀況，再打開水蒸氣發(fā)生器6對云室I內(nèi)部連續(xù)輸入低壓蒸汽，并排除云室I內(nèi)的雜質(zhì)氣體，水蒸氣發(fā)生器6和真空機5連續(xù)工作半小時后關(guān)閉真空機和水蒸氣發(fā)生器對云室I進行保溫保壓，保持云室I中低壓蒸汽的質(zhì)量和狀態(tài)穩(wěn)定。對電子槍4進行預(yù)熱，根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵筮x擇性地打開和調(diào)節(jié)加速電極9、偏轉(zhuǎn)電極7和偏轉(zhuǎn)電磁場8,從而調(diào)節(jié)電子的入場速度以及在電場和磁場中的運動狀態(tài)，從而達到控制實驗條件的目的，準備就緒后，即可打開云母片窗2，由觀察窗3觀察云室I中水蒸氣的凝聚狀態(tài)和方向即電子在實驗中所展現(xiàn)出來的偏轉(zhuǎn)方向。本實用新型公開的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀,通過帶電粒子在水蒸氣中的成核凝聚效用，對帶電粒子在電場和磁場作用下的運動軌跡進行直觀演示，直觀顯示了帶電粒子流在云室中的運行路徑和偏轉(zhuǎn)方向，提高了實驗的準確性和直觀性，便于學(xué)生對微觀粒子的運動性質(zhì)的理解和對微觀世界的認知，降低了教學(xué)難度。本實用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。
權(quán)利要求1.一種帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀，其特征在于所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀包括云室、設(shè)置在云室上的云母片窗和觀察窗、電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、偏轉(zhuǎn)電磁場、以及與云室內(nèi)部相連接的水蒸氣發(fā)生器和真空機，所述的觀察窗設(shè)置在云室的頂蓋上，所述的云母片窗設(shè)置在云室左右兩側(cè)的一個側(cè)壁的上端，所述電子槍的槍口與云母片窗密閉連接，所述偏轉(zhuǎn)電磁場的兩極相對地分別設(shè)置在云室的頂蓋和底板外側(cè)，所述偏轉(zhuǎn)電極的兩極相對地分別設(shè)置云室的前后兩壁的內(nèi)壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀，其特征在于所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀還包括設(shè)置在云室上的恒溫保溫裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀，其特征在于所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀還包括加速電極，所述的加速電極由間隔設(shè)置的正負電極組排列設(shè)置在電子槍上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀，其特征在于所述的帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀還包括與云室的內(nèi)壁相連接的接地裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種帶電粒子偏轉(zhuǎn)示蹤演示儀，包括云室、設(shè)置在云室上的云母片窗和觀察窗、電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、偏轉(zhuǎn)電磁場、以及與云室內(nèi)部相連接的水蒸氣發(fā)生器和真空機，觀察窗設(shè)置在云室的頂蓋上，云母片窗設(shè)置在云室左右兩側(cè)的一個側(cè)壁的上端，電子槍的槍口與云母片窗密閉連接，偏轉(zhuǎn)電磁場的兩極相對地分別設(shè)置在云室的頂蓋和底板外側(cè)，偏轉(zhuǎn)電極的兩極相對地分別設(shè)置云室的前后兩壁的內(nèi)壁上。本實用新型通過帶電粒子在水蒸氣中的成核凝聚效用，直觀顯示了帶電粒子流在云室中的運行路徑和偏轉(zhuǎn)方向，提高了實驗的準確性和直觀性，便于學(xué)生對微觀粒子的運動性質(zhì)的理解和對微觀世界的認知，降低了教學(xué)難度。
文檔編號G09B23/18GK202584518SQ201220244758
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者李志霞, 陶冶, 孫浩 申請人:李志霞, 陶冶, 孫浩