Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
| Ця стаття містить , але походження тверджень у ній через практично повну відсутність . |
Генера́тор Ван де Граа́фа — різновид , прискорювач заряджених частинок, генератор високої напруги.
Для створення високої постійної напруги в генераторі ван де Граафа використовуються електризація тертям. Таким методом можна досягнути напруги до кількох мегавольт. Значення напруги обмежене виникненням коронного розряду між сферичними електродами. Відповідно, енергія прискорених частинок обмежена кількома мегаелектронвольтами на одиницю заряду.
Зважаючи на невелике прискорення, електростатичний генератор дозволяє досліджувати тільки низькоенергетичні ядерні реакції. Однак він знайшов широке прикладне використання у фізиці твердого тіла, як прилад, що дозволяє вивчати приповерхневі шари речовини, проводити іонну імплантацію тощо.
Будова й принцип дії
Простий генератор Ван де Граафа складається з діелектричної (шовкової або гумової) стрічки (4 і 5 на малюнку), що обертається на роликах 3 і 6, причому верхній ролик діелектричний, а нижній металевий і з'єднаний з землею. Один з кінців стрічки укладений у металеву сферу 1. Два електроди 2 і 7 у формі щіток знаходяться на невеликій відстані від стрічки зверху і знизу, причому електрод 2 з'єднаний з внутрішньою поверхнею сфери 1. Поблизу нижнього електрода повітря іонізується, утворюються позитивні іони під дією сили Кулона рухаються до заземленого 6 ролика й осідають на стрічці, завдяки чому частина стрічки, що рухається вгору, заряджається. Стрічка доставляє заряд всередину сфери 1, де він знімається щіткою 2 завдяки тому, що всі заряди виштовхуються на поверхню сфери і поле всередині сфери створюється тільки додатковим зарядом на стрічці. Таким чином на зовнішній поверхні сфери накопичується електричний заряд. Можливість отримання високої напруги обмежена коронним розрядом, що виникають при іонізації повітря навколо сфери.
Основний принцип роботи генератора випливає з законів розподілення заряду в провідниках. Заряд концентрується на зовнішній поверхні сфери. В середині сфери заряд відсутній. Саме це допомагає стікати заряду з електризованої стрічки і накопичувати його на сфері. Тому генератор може працювати і без заземлення та додаткових джерел енергії. Стрічка може електризуватись від тертя, потім віддавати заряд сфері. Звідси і різниця потенціалів на стрічці, яка піднімається до сфери і опускається від неї, та на відповідних електродах.
Сучасні генератори Ван де Граафа замість стрічок використовують ланцюги, що складаються з металевих і пластикових ланок, що чергуються між собою.
Характеристики
Промислові електростатичні генератори дають струм до 100 мкА. Пучки іонів добре колімовані, енергія на виході може бути стабілізована з точністю до 10 кеВ.
Історія відкриття
Електростатичний генератор був винайдений в 1929 році в Принстонському університеті американським фізиком Робертом ван де Граафом. Спочатку він інтенсивно використовувався в ядерній фізиці для вивчення ядерних реакцій, але доволі швидко інтерес фізиків змістився в бік вищих енергій, і генератор ван де Граафа втратив своє значення для переднього фронту ядерної фізики, хоча знайшов застосування в прикладній фізиці.
Тандемні генератори
Для підвищення енергії прискорених частинок удвічі використовуються тандемні генератори. В них заряджений позитивно сферичний електрод (кондуктор) розташований посередині резервуара з високим тиском. Використовується джерело від'ємно заряджених іонів. Ці іони прискорюються, рухаючись із далекого кінця резервуара до додатно зарядженого кондуктора. На кондукторі вони обдираються, втрачаючи електрони й перетворюючись на додатно заряджені йони. Для обдирання від'ємних іонів їх пропускають через металічну фольгу або через канал з високою густиною газу. Утворені позитивні йони прискорюються ще раз, рухаючись до негативно зарядженого електрода.
Див. також
Джерела
Література
- Фрауэнфельдер Г., Хенли Э. Субатомная физика. — М. : Мир, 1979. — 736 с.
 | Це незавершена стаття з фізики. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Cya stattya mistit perelik posilan ale pohodzhennya tverdzhen u nij zalishayetsya nezrozumilim cherez praktichno povnu vidsutnist vnutrishnotekstovih dzherel vinosok Bud laska dopomozhit polipshiti cyu stattyu peretvorivshi dzherela z pereliku posilan na dzherela vinoski u samomu teksti statti Genera tor Van de Graa fa riznovid priskoryuvach zaryadzhenih chastinok generator visokoyi naprugi Elektrostatichnij generator van de Graafa Dlya stvorennya visokoyi postijnoyi naprugi v generatori van de Graafa vikoristovuyutsya elektrizaciya tertyam Takim metodom mozhna dosyagnuti naprugi do kilkoh megavolt Znachennya naprugi obmezhene viniknennyam koronnogo rozryadu mizh sferichnimi elektrodami Vidpovidno energiya priskorenih chastinok obmezhena kilkoma megaelektronvoltami na odinicyu zaryadu Zvazhayuchi na nevelike priskorennya elektrostatichnij generator dozvolyaye doslidzhuvati tilki nizkoenergetichni yaderni reakciyi Odnak vin znajshov shiroke prikladne vikoristannya u fizici tverdogo tila yak prilad sho dozvolyaye vivchati pripoverhnevi shari rechovini provoditi ionnu implantaciyu tosho Budova j princip diyiShema generatora div poyasnennya v teksti Prostij generator Van de Graafa skladayetsya z dielektrichnoyi shovkovoyi abo gumovoyi strichki 4 i 5 na malyunku sho obertayetsya na rolikah 3 i 6 prichomu verhnij rolik dielektrichnij a nizhnij metalevij i z yednanij z zemleyu Odin z kinciv strichki ukladenij u metalevu sferu 1 Dva elektrodi 2 i 7 u formi shitok znahodyatsya na nevelikij vidstani vid strichki zverhu i znizu prichomu elektrod 2 z yednanij z vnutrishnoyu poverhneyu sferi 1 Poblizu nizhnogo elektroda povitrya ionizuyetsya utvoryuyutsya pozitivni ioni pid diyeyu sili Kulona ruhayutsya do zazemlenogo 6 rolika j osidayut na strichci zavdyaki chomu chastina strichki sho ruhayetsya vgoru zaryadzhayetsya Strichka dostavlyaye zaryad vseredinu sferi 1 de vin znimayetsya shitkoyu 2 zavdyaki tomu sho vsi zaryadi vishtovhuyutsya na poverhnyu sferi i pole vseredini sferi stvoryuyetsya tilki dodatkovim zaryadom na strichci Takim chinom na zovnishnij poverhni sferi nakopichuyetsya elektrichnij zaryad Mozhlivist otrimannya visokoyi naprugi obmezhena koronnim rozryadom sho vinikayut pri ionizaciyi povitrya navkolo sferi Osnovnij princip roboti generatora viplivaye z zakoniv rozpodilennya zaryadu v providnikah Zaryad koncentruyetsya na zovnishnij poverhni sferi V seredini sferi zaryad vidsutnij Same ce dopomagaye stikati zaryadu z elektrizovanoyi strichki i nakopichuvati jogo na sferi Tomu generator mozhe pracyuvati i bez zazemlennya ta dodatkovih dzherel energiyi Strichka mozhe elektrizuvatis vid tertya potim viddavati zaryad sferi Zvidsi i riznicya potencialiv na strichci yaka pidnimayetsya do sferi i opuskayetsya vid neyi ta na vidpovidnih elektrodah Suchasni generatori Van de Graafa zamist strichok vikoristovuyut lancyugi sho skladayutsya z metalevih i plastikovih lanok sho cherguyutsya mizh soboyu HarakteristikiPromislovi elektrostatichni generatori dayut strum do 100 mkA Puchki ioniv dobre kolimovani energiya na vihodi mozhe buti stabilizovana z tochnistyu do 10 keV Istoriya vidkrittyaElektrostatichnij generator buv vinajdenij v 1929 roci v Prinstonskomu universiteti amerikanskim fizikom Robertom van de Graafom Spochatku vin intensivno vikoristovuvavsya v yadernij fizici dlya vivchennya yadernih reakcij ale dovoli shvidko interes fizikiv zmistivsya v bik vishih energij i generator van de Graafa vtrativ svoye znachennya dlya perednogo frontu yadernoyi fiziki hocha znajshov zastosuvannya v prikladnij fizici Tandemni generatoriDlya pidvishennya energiyi priskorenih chastinok udvichi vikoristovuyutsya tandemni generatori V nih zaryadzhenij pozitivno sferichnij elektrod konduktor roztashovanij poseredini rezervuara z visokim tiskom Vikoristovuyetsya dzherelo vid yemno zaryadzhenih ioniv Ci ioni priskoryuyutsya ruhayuchis iz dalekogo kincya rezervuara do dodatno zaryadzhenogo konduktora Na konduktori voni obdirayutsya vtrachayuchi elektroni j peretvoryuyuchis na dodatno zaryadzheni joni Dlya obdirannya vid yemnih ioniv yih propuskayut cherez metalichnu folgu abo cherez kanal z visokoyu gustinoyu gazu Utvoreni pozitivni joni priskoryuyutsya she raz ruhayuchis do negativno zaryadzhenogo elektroda Div takozhElektroforna mashina Elektrofor Generator Marksa PeletronDzherelaLiteraturaFrauenfelder G Henli E Subatomnaya fizika M Mir 1979 736 s Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi