Vật lý 11. Chương III. Bài 16: Dòng điện trong chân không

I. Tóm tắt lý thuyết:

- Chân không chỉ dẫn điện nếu ta đưa êlectron vào trong đó.

- Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron.

- Điôt chân không với catôt nóng đỏ có tính chỉnh lưu.

- Tia catôt là một dòng các êlectron phát ra từ catôt, có năng lượng lớn và bay tự do trong không gian, được sinh ra khi phóng điện qua chất khí ở áp suất thấp. Nó cũng có thể được tạo ra bằng một súng êlectron.

- Tia catôt có khả năng làm huỳnh quang các chất và bị làm lệch bằng điện trường và từ trường. Nó được dùng làm đen hình và ống phóng điện.

II. Bài tập minh hoạ:

Bài 1: Catot của một điốt chân không có mặt ngoài S = 10mm². Dòng bão hòa I_bh = 10mA. Tính số electron phản xạ từ một đơn vị điện tích của catot trong cùng một giây?

Giải

Số electron phản xạ từ một đơn vị điện tích của catot trong một giây:

\[n = \frac{{{I_{bh}}}}{{e.S}} = \frac{{{{10.10}^{ - 3}}}}{{1,{{6.10}^{ - 19}}{{.10.10}^{ - 6}}}} = 6,{25.10^{21}}\]

Đáp số: n = 6,25.10²¹ hạt/m²

Bài 2: Hiệu điện thế giữa anot và catot của một súng electron là 2500V, tính tốc độ của các electron mà sóng phát ra. Cho biết khối lượng của electron là 9,11.10^-31 kg.

Bài 3: Xác định số êlectron phát ra từ catôt sau mỗi giây khi dòng điện chạy qua đèn điôt chân không đạt giá trị bão hoà I_bh = 12 mA. Cho biết điện tích của êlectron là –e = –1,6.10^-19 C.

Bài 4: Xác định vận tốc của êlectron bay trone điện trường giữa anôt và catot của ống tia catôt khi hiệu điện thế giữa hai điện cực này là U_AK = 2400 V. Cho biết êlectron có khối lượng m = 9,1,10^-31 kg và điện tích -e = -1,6.10^-19 C. Coi rằng êlectron bay ra khỏi catôt với vận tốc v₀ = 0.

Bài 5: Xác định vận tốc chuỵển động nhiệt u của êlectron khi nó vừa bay ra khỏi catôt ở nhiệt độ T = 2000K trong đèn điôt chân không. Cho biết êlectron có khối lượng m = 9,1.10^-31 kg và năng lượng chuyển động nhiệt ở nhiệt độ T là ε = 3 kT/2 với k = 1,38.10^-23 J/K.