3B SCIENTIFIC® PHYSICS
Tube à décharge à gaz S 1000624
Instructions d'utilisation
06/16 ALF
1 Support pour tube S (non
inclus dans le colis)
2 Broches de contact 4 mm
3 Tube de verre avec raccord de pompe
4 Support
5 Bouchon avec écran
fluorescent
6 Pièce en T
7 Vanne d'aération
8 Tuyau de vide
1. Consignes de sécurité
Si le tube à décharge est utilisé avec une hautetension supérieure à 5 kV il produit des rayons X.
N'utiliser le tube à décharge qu'avec une hautetension ≤ 5 kV.
Le tube à décharge est un cylindre de verre à
parois fines. Un tube endommagé risque
d’imploser lors de son évacuation.
Ne pas exposer le tube à des charges mécaniques, le manipuler avec précaution.
Avant de réaliser une expérience, vérifier le
bon état du tube.
Une haute-tension peut être présente au niveau
des électrodes lors de l'utilisation du tube à décharge.
N'effectuer le câblage que sur un bloc d'alimentation mis hors circuit.
1
2. Description
Le tube à décharge à gaz S permet d'observer
les apparitions lumineuses de décharges électriques dans des gaz sous pression réduite ainsi
que d'étudier les rayons cathodiques et canaux
apparaissant sous pression réduite sur le parcours de décharge.
Le tube à décharge à gaz est un tube en verre évacuable doté d'écrans luminescents des deux côtés.
Il est livré en pièces détachées et est prévu pour
être monté dans le support de tube S (1014525).
3. Contenu du colis
1 Tube de verre avec raccord de pompe
2 Bouchon avec écran fluorescent
2 Support avec bagues d'étanchéité, électrodes
avec diaphragmes à fente et broches de contact
de 4 mm
1 Vanne d'aération
1 Pièce en T
3 Tuyaux de vide (2 courts, 1 long)
Fig. 1
4. Caractéristiques techniques
Tension polarisante :
Courant de décharge:
Connexions :
Tube à décharge:
Longueur totale:
≤ 5 kV
env. 1,2 mA en fonction
de la pression gazeuse
broches de contact 4 mm
130 mm x Ø 15 mm
280 mm
Fig. 2
5. Manipulation
5.1 Montage du tube à décharge S dans le
support de tube S
Insérer les bouchons d'extrémité dans les encoches du support (cf. Fig. 1).
Introduire les deux supports dans la fente du
support de tube et la pousser vers la droite ou
vers la gauche (cf. Fig. 2).
Placer le tube en verre dans le support. Pour
garantir le maintien du tube en verre, déplacer
les deux supports vers le centre (cf. Fig. 3).
Raccorder la vanne d'aération à la pièce en
T à l'aide du tuyau court, puis raccorder l'ensemble au tube en verre à l'aide du second
tuyau court. Introduire la vanne d'aération dans
le trou centrale du support de tube (cf. Fig. 4).
Fig. 3
2
Décharge de gaz pour une pression réduite
En fonction de la plage de pression, on peut observer différents phénomènes lorsque l'on applique
une haute-tension :
Plage de pression
Phénomène
1013 mbar
aucune décharge
30 – 10 mbar
Fils lumineux entre la cathode et l'anode
10 – 1 mbar
Zone obscure avant la
cathode
1 – 10-1 mbar
Décharge par couches
Fig. 4
5.2 Conseils pour les expériences
Pour réaliser les expériences avec le tube à
décharge à gaz S, on a besoin des dispositifs
supplémentaires suivants :
1 Support pour tube S
1014525
1 Pompe à vide à palettes rotatives, bi-étagée
1003317
2 Cordon de sécurité, connecteur de sécurité/borne
1002839
1 Alimentation haute tension, 5 kV (230 V, 50/60 Hz)
1003310
ou
1 Alimentation haute tension, 5 kV (115 V, 50/60 Hz)
1003309
Raccorder le tube à la pompe à vide.
Brancher le bloc d'alimentation sur les
broches de contact de 4 mm.
Régler une tension de 5 kV pour effectuer la
démonstration des processus de décharge lumineux.
Une fois la tension de service régler, évacuer le
tube, la vanne d'aération est fermée.
Obscurcir la pièce et observer les phénomènes
lumineux.
Une fois l'expérience terminée, arrêter la
pompe et ouvrir la vanne d'aération pour aérer
le tube de décharge.
10-1
10-2
–
10-2
mbar
mbar
Lumière incandescente
Rayons de canaux et
d'électrons, (Image des
fentes respectives sur
l'écran fluorescent)
Décharge de gaz pour différents gaz
Faire entrer différents gaz successifs.
En fonction du gaz, on peut observer des phénomènes lumineux de différentes couleurs.
Observer des raies spectrales à l'aide d'un
spectroscope.
Déviation magnétique de rayons de canaux
et d'électrons
Pour une pression inférieure à 10-2 mbar, approcher un aimant permanent et observer la
déviation des rayons.
En raison des différentes masses des particules,
l'image de la lampe à fente bouge à peine sur
l'écran fluorescent pour les rayons de canaux
alors qu'elle est très agitée pour les rayons
d'électrons.
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