Vakuumleitung

Titel:

Note: 1 Klasse: 9

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Arbeit: Vakuum:
Vakuum ist nach strenger Definition ein Raum, der frei von jeglicher Materie ist. Es ist unmöglich, im Labor ein perfektes Vakuum zu erzeugen: Wie leistungsfähig die Vakuumapparatur auch ist, stets sind noch Atome oder Moleküle im betreffenden Volumen vorhanden. Auch im Weltraum befinden sich geringe Gasmengen. Unter einem Vakuum versteht man im weiteren Sinne einen Raum (das Innere eines Gefäßes), in dem der Druck deutlich geringer ist als der normale Atmosphärendruck von 1 atm bzw. 1,013 bar.
Um ein Vakuum zu erzeugen, pumpt man die Luft oder das Gas aus dem Behälter. Je mehr man abgepumpt hat, desto weniger Moleküle befinden sich im Gefäß und desto geringer ist der Druck innerhalb des Gefäßes.
Das Evakuieren (Leerpumpen) hat viele praktische Anwendungen. Wegen der wärmeisolierenden Wirkung des Vakuums sind auch die doppelten Wandungen von Thermoskannen evakuiert.

Bereitstellung von wanderungsfähigen Elektronen im Vakuum:
Um in einem Vakuum einen elektrischen Leitungsvorgang zu schaffen, müssen zunächst Ladungsträger erzeugt werden. Dies geschieht durch Emission(Ausgabe/Ausstoß) von Elektronen aus der Kathodenoberfläche mittels Energiezufuhr. Die Energie kann Licht(Fotoemission) oder Wärme(Glühemission) sein. Bei der Emission wird den Elektronen Energie zugeführt. Die Energie der Elektronen hat sich erhöht. Durch diesen Energiezuschuss können die Elektronen aus der Kathodenoberfläche ins Vakuum übertreten. Die Elektronen streben dann zum nächsten positiven Pol im Vakuum(Anode).

Braun’sche Röhre(Elektronenstrahlröhre):

Die Kathode der Braun’schen Röhre wird erwärmt und es kommt zum Austreten von den Elektronen aus der Kathodenoberfläche. Sie werden von Anode angezogen, da diese positiv geladen ist. In der Anode befindet sich ein kleines Loch. Durch dieses Loch fliegen die Elektronen hindurch. Um möglichst viele Elektronen durch das Loch der Anode zu lenken, wird ein Metallzylinder(Wehneltzylinder) schwach negativ geladen. Dadurch werden die Elektronen gebündelt. Der Auf bau des Bildschirms erfolgt zeilenweise. Dabei wird der Elektronenstrahl von oben links im Zick-Zack über den gesamten Bildschirm nach unten rechts geführt und beginnt danach von neuem oben links. Die für den Aufbau, der Zeile für Zeile erfolgt, benötigte Strahlenablenkung erfolgt elektrostatisch oder elektromagnetisch. Das dafür im Inneren der Röhre benötigte Ablenkungssystem besteht aus zwei Paar Platten bzw. Spulen, die zur Y-Ablenkung waagerecht und zur X-Ablenkung senkrecht angeordnet sind. Der negative Elektronenstrahl wird dabei immer zur positiven Seite hin abgelenkt. Auf dem Bildschirm befindet sich eine Beschichtung, die durch den Elektronenstrahl zum Leuchten angeregt wird.

Modell des Leitungsvorganges im Vakuum:
1. Bedingungen für den Stromfluss:
• elektrisches Feld
• wanderungsfähige Elektronen

2. Energieumwandkung/Bewegungen:
• gerichtete, beschleunigte Bewegungen der Elektronen
• elektr, E zu mechn. E

3. Stromfluss:
• I=I-

Quelle:

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