专利名称：一种带电粒子偏转示踪演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学实验仪器，特别是一种带电粒子偏转示踪演示仪。
背景技术：
教学仪器一般包括实验和实训两大类，主要应用于理工类各专业实验的教学演示和培训。在教学过程中，通过实验的演示，可以更加直观的表现各类实验结果，不仅可以有助于学生对教学内容的理解和吸收，还可以提高教学的趣味性，相比于传统的文字、图画等教学，更能帮助学生记忆教学内容。在物理学的日常教学活动中，通常需要大量地借助教学仪器与模型来帮助学生理解和记忆知识。通常，宏观的物理知识不仅容易观察到，而且对于学习者来说比较容易理解。但是在微观物理学的范畴内，对于学习者而言，往往由于不能直接的观察和感知而比较难于理解，这类知识也通常是学习者的难点之一。如果在充分掌握微观世界粒子存在和运动的基本规则的基础上，再结合微观粒子在不同的外加环境和场中的特定表现，从而对带电微观粒子的运动路径、速度和运动时间进行判断就会变得相对容易。现有的物理教学活动中，常见的多为宏观物理学的教学演示仪器，在围观物理学，特别是粒子范畴内的教学中，还没有相应的教学实验演示仪器，教学者通常只是通过文字、图画等来进行教学和解析，学习者由于无法亲身感知而对于这一类的知识往往觉得难于理解，而且有些粒子实验通过文字和图画等手段无法进行动态的演示和说明，给教学者和学习者带来了不便和困难。
发明内容为解决上述问题，本实用新型公开了一种带电粒子偏转示踪演示仪，通过对带电粒子在电场和磁场作用下的运动轨迹的直观演示，提高了教学的直观性和方便性，便于学生对微观粒子的运动性质的理解和对微观世界的认知，降低了教学难度。本实用新型公开了一种带电粒子偏转示踪演示仪包括云室、设置在云室上的云母片窗和观察窗、电子枪、偏转电极、偏转电磁场、以及与云室内部相连接的水蒸气发生器和真空机，所述的观察窗设置在云室的顶盖上，所述的云母片窗设置在云室左右两侧的一个侧壁的上端，所述电子枪的枪口与云母片窗密闭连接，所述偏转电磁场的两极相对地分别设置在云室的顶盖和底板外侧，所述偏转电极的两极相对地分别设置云室的前后两壁的内壁上。本实用新型公开的带电粒子偏转示踪演示仪，在容纳低压蒸汽的云室上设置能够通过云母片窗和观察窗，保证了带电粒子能够顺利进入云室，并且通过带电粒子在水蒸气中的成核凝聚效用，使带电粒子在云室内通过水蒸气液滴的凝聚显示出运动轨迹，从而直观演示带电粒子在电场和磁场作用下的运动轨迹，提高了教学的直观性和方便性，便于学生对微观粒子的运动性质的理解和对微观世界的认知，降低了教学难度。本实用新型公开的带电粒子偏转示踪演示仪的一种改进,所述的带电粒子偏转示踪演示仪还包括设置在云室上的恒温保温装置。本改进通过设置在云室上的恒温保温装置，保证了云室中低压水蒸气的温度、压力和分散状态的稳定性，保证了实验环境中带电粒子示踪环境的稳定性和一致性，提高了演示仪对带电粒子运行状态显示的准确度，提高了显示的质量。本实用新型公开的带电粒子偏转示踪演示仪的又一种改进，所述的带电粒子偏转示踪演示仪还包括加速电极，所述的加速电极由间隔设置的正负电极组排列设置在电子枪上。本改进通过设置在电子枪上的加速电极，方便调节带电粒子进入云室的速度，从而便于观察带电粒子的入场速度对其在电磁和磁场中运行状态的影响，提高了实验仪的综合性和方便性，便于学生对微观粒子运动状态的理解。本实用新型公开的带电粒子偏转示踪演示仪的又一种改进，所述的带电粒子偏转示踪演示仪还包括与云室的内壁相连接的接地装置。本改进通过将云室的内壁接地，能够在实验中及时地将云室中的多余电荷导出，避免了云室中电荷积聚产生的额外电场而影响带电粒子的运动，降低了长时间、连续性实验操作对带电粒子 运行的影响，提高了实验的准确性和精确性，保证了实验的质量。本实用新型公开的带电粒子偏转示踪演示仪,通过带电粒子在水蒸气中的成核凝聚效用，对带电粒子在电场和磁场作用下的运动轨迹进行直观演示，直观显示了带电粒子流在云室中的运行路径和偏转方向，提高了实验的准确性和直观性，便于学生对微观粒子的运动性质的理解和对微观世界的认知，降低了教学难度。
图I、本实用新型公开的带电粒子偏转示踪演示仪的结构示意图。附图标明列表1、云室，2、云母片窗，3、观察窗，4、电子枪，5、真空机，6、水蒸气发生器，7、偏转电极，8、偏转电磁场，9、加速电极，10、接地装置。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式
仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。如图I所示，本实用新型公开了一种带电粒子偏转示踪演示仪包括云室I、设置在云室I上的云母片窗2和观察窗3、电子枪4、偏转电极7、偏转电磁场8、以及与云室I内部相连接的水蒸气发生器6和真空机5，所述的观察窗3设置在云室I的顶盖上，所述的云母片窗2设置在云室I左右两侧的一个侧壁的上端，所述电子枪4的枪口与云母片窗2密闭连接，所述偏转电磁场8的两极相对地分别设置在云室I的顶盖和底板外侧，所述偏转电极7的两极相对地分别设置云室I的前后两壁的内壁上。本实用新型公开的带电粒子偏转示踪演示仪，在容纳低压蒸汽的云室上设置能够通过云母片窗和观察窗，保证了带电粒子能够顺利进入云室，并且通过带电粒子在水蒸气中的成核凝聚效用，使带电粒子在云室内通过水蒸气液滴的凝聚显示出运动轨迹，从而直观演示带电粒子在电场和磁场作用下的运动轨迹，提高了教学的直观性和方便性，便于学生对微观粒子的运动性质的理解和对微观世界的认知，降低了教学难度。[0015]作为一种优选，所述的带电粒子偏转示踪演示仪还包括设置在云室上的恒温保温装置。本实用新型通过设置在云室上的恒温保温装置，保证了云室中低压水蒸气的温度、压力和分散状态的稳定性，保证了实验环境中带电粒子示踪环境的稳定性和一致性，提高了演示仪对带电粒子运行状态显示的准确度，提高了显示的质量。作为一种优选，所述的带电粒子偏转示踪演示仪还包括加速电极9，所述的加速电极9由间隔设置的正负电极组排列设置在电子枪4上。本实用新型通过设置在电子枪上的加速电极，方便调节带电粒子进入云室的速度，从而便于观察带电粒子的入场速度对其在电磁和磁场中运行状态的影响，提高了实验仪的综合性和方便性，便于学生对微观粒子运动状态的理解。作为一种优选，所述的带电粒子偏转示踪演示仪还包括与云室I的内壁相连接的接地装置10。本实用新型通过将云室的内壁接地，能够在实验中及时地将云室中的多余电荷导出，避免了云室中电荷积聚产生的额外电场而影响带电粒子的运动，降低了长时间、连续性实验操作对带电粒子运行的影响，提高了实验的准确性和精确 性，保证了实验的质量。实验时，首先关闭云室I的云母片窗2，再打开云室I的恒温保温装置，并设定实验温度，然后打开真空机5对云室I内部进行抽真空至高真空状况，再打开水蒸气发生器6对云室I内部连续输入低压蒸汽，并排除云室I内的杂质气体，水蒸气发生器6和真空机5连续工作半小时后关闭真空机和水蒸气发生器对云室I进行保温保压，保持云室I中低压蒸汽的质量和状态稳定。对电子枪4进行预热，根据实验目的和要求选择性地打开和调节加速电极9、偏转电极7和偏转电磁场8,从而调节电子的入场速度以及在电场和磁场中的运动状态，从而达到控制实验条件的目的，准备就绪后，即可打开云母片窗2，由观察窗3观察云室I中水蒸气的凝聚状态和方向即电子在实验中所展现出来的偏转方向。本实用新型公开的带电粒子偏转示踪演示仪,通过带电粒子在水蒸气中的成核凝聚效用，对带电粒子在电场和磁场作用下的运动轨迹进行直观演示，直观显示了带电粒子流在云室中的运行路径和偏转方向，提高了实验的准确性和直观性，便于学生对微观粒子的运动性质的理解和对微观世界的认知，降低了教学难度。本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
权利要求1.一种带电粒子偏转示踪演示仪，其特征在于所述的带电粒子偏转示踪演示仪包括云室、设置在云室上的云母片窗和观察窗、电子枪、偏转电极、偏转电磁场、以及与云室内部相连接的水蒸气发生器和真空机，所述的观察窗设置在云室的顶盖上，所述的云母片窗设置在云室左右两侧的一个侧壁的上端，所述电子枪的枪口与云母片窗密闭连接，所述偏转电磁场的两极相对地分别设置在云室的顶盖和底板外侧，所述偏转电极的两极相对地分别设置云室的前后两壁的内壁上。
2.根据权利要求I所述的带电粒子偏转示踪演示仪，其特征在于所述的带电粒子偏转示踪演示仪还包括设置在云室上的恒温保温装置。
3.根据权利要求I所述的带电粒子偏转示踪演示仪，其特征在于所述的带电粒子偏转示踪演示仪还包括加速电极，所述的加速电极由间隔设置的正负电极组排列设置在电子枪上。
4.根据权利要求I所述的带电粒子偏转示踪演示仪，其特征在于所述的带电粒子偏转示踪演示仪还包括与云室的内壁相连接的接地装置。
专利摘要本实用新型公开了一种带电粒子偏转示踪演示仪，包括云室、设置在云室上的云母片窗和观察窗、电子枪、偏转电极、偏转电磁场、以及与云室内部相连接的水蒸气发生器和真空机，观察窗设置在云室的顶盖上，云母片窗设置在云室左右两侧的一个侧壁的上端，电子枪的枪口与云母片窗密闭连接，偏转电磁场的两极相对地分别设置在云室的顶盖和底板外侧，偏转电极的两极相对地分别设置云室的前后两壁的内壁上。本实用新型通过带电粒子在水蒸气中的成核凝聚效用，直观显示了带电粒子流在云室中的运行路径和偏转方向，提高了实验的准确性和直观性，便于学生对微观粒子的运动性质的理解和对微观世界的认知，降低了教学难度。
文档编号G09B23/18GK202584518SQ201220244758
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者李志霞, 陶冶, 孙浩 申请人:李志霞, 陶冶, 孙浩