Номер 1, страница 394 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 118. Электрический ток в вакууме. Электронно-лучевая трубка. Глава 16. Электрический ток в различных средах - номер 1, страница 394.

Условие.

Решение.

Решение 3.

В электронных лампах (таких как диоды, триоды, пентоды) вакуум создается для обеспечения их правильного функционирования и долговечности. Существует три основные причины, по которым необходимо удалять воздух и другие газы из колбы лампы.

Обеспечение свободного движения электронов. Принцип работы электронной лампы основан на управлении потоком электронов, которые испускаются нагретым катодом (в результате термоэлектронной эмиссии) и летят к аноду под действием электрического поля. Если бы внутри лампы находился газ, то электроны на своем пути постоянно сталкивались бы с его молекулами. Каждое такое столкновение приводило бы к потере энергии и изменению траектории электрона. В результате поток электронов стал бы хаотичным и неуправляемым, и лампа не смогла бы выполнять свои функции (усиление, генерация, выпрямление).

Защита катода от сгорания. Для того чтобы катод эффективно испускал электроны, его необходимо нагреть до высокой температуры (часто свыше 1000°C). В присутствии кислорода, который является частью воздуха, раскаленный металл катода мгновенно бы окислился и сгорел. Создание глубокого вакуума изолирует нить накала и катод от химически активных газов, тем самым обеспечивая их длительный срок службы.

Предотвращение нежелательной ионизации. Электроны, разогнанные сильным электрическим полем, обладают достаточной энергией, чтобы при столкновении с молекулами газа ионизировать их (т.е. выбивать из них электроны). Это приводит к двум негативным последствиям. Во-первых, возникает неконтролируемый ток ионов и вторичных электронов, который нарушает нормальную работу схемы. Во-вторых, образовавшиеся положительные ионы притягиваются к отрицательно заряженному катоду и бомбардируют его, постепенно разрушая его активный эмиссионный слой, что сокращает срок службы лампы.

Таким образом, вакуум является необходимой средой, которая позволяет управлять потоком электронов и обеспечивает стабильную и долговременную работу электронного прибора.

Ответ: Вакуум в электронных лампах создают для того, чтобы: 1) обеспечить беспрепятственное движение электронов от катода к аноду, исключив их столкновения с молекулами газа; 2) защитить раскаленный катод от химического разрушения (окисления); 3) предотвратить неконтролируемую ионизацию остаточных газов, которая нарушает управляемость электронного тока и разрушает катод.