Thí nghiệm hình 15.5 SGK

Xem mục III, Bài 15, SGK Vật lí 11.

Dòng điện trong chất khí được tạo thành bởi các loại hạt tải điện gồm các êlectron tự do, các ion dương và ion âm.

Đặt một hiệu điện thế vào hai điện cực của một ống phóng điện có chứa chất khí đã bị ion hoá. Khi đó các hạt tải điện có sẵn trong ống bị điện trường giữa anôt và catôt tác dụng, nên ngoài chuyển động nhiệt hỗn loạn, chúng còn có thêm chuyển động định hướng : các êlectron và các ion âm chuyển động ngược hướng điện trường bay tới anôt, các ion dương chuyên động theo hướng điện trường-bay về catôt. Chính các dòng hạt tải điện chuyển động định hướng này đã đồng thời góp phần tạo thành dòng điện trong chất khí.

Như vậy, bản chất dòng điện trong chất khí là dòng các êlectron cùng với các ion âm chuyển động ngược hướng điện trường và dòng ion dương chuyển động theo hướng điện trường.

Dòng điện trong chất khí chỉ có thể là dòng chuyển động có hướng của các electron và ion trong chất khí hoặc đưa từ bên ngoài vào trong chất khí.

Đáp án: D

Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực của chất khí, hình thành do catot bị nung nóng phát ra electron.

Đáp án: B

Dựa vào hiệu ứng tuyết lở để giải thích: Từ hình 15.5 SGK ta thấy:

Ban đầu có 1electron, dưới tác dụng của điện trường sinh ra giữa hai điện cực electron sẽ bay từ điện cực âm về điện cực dương.

Cứ sau mỗi khoảng bay một quãng đường bằng quãng đường bay tự do trung bình λ = 4 cm thì mỗi electron có thể ion hóa các phần tử khí và sinh thêm được 1 electron. Vậy số electron có ở các khoảng cách điều điện cực 4n (với n = 1,2,3,..) lần lượt là:

• n = 1 → l = 4cm: có 2 electron → số electron sinh thêm là: 2 – 1 = 1 hạt

• n = 2 → l = 8cm: có 4 electron → số electron sinh thêm là: 4 – 2 = 2 hạt

• n = 3 → l = 12cm: có 8 electron → số electron sinh thêm là: 8 – 4 = 4 hạt

• n = 4 → l = 16cm: có 16 electron → số electron sinh thêm là: 16 – 8 = 8 hạt

• n = 5 → l = 20cm: có 32 electron → số electron sinh thêm là: 32 – 16 = 16 hạt

Vậy tổng số electron sinh ra từ 1 electron ban đầu khi bay từ cực âm đến cực đương là: N1 = 1 + 2 + 4 + 8 + 16 = 31 hạt

Tương ứng với mỗi electron sinh ra xuất hiện thêm một ion dương.

Vậy tổng số hạt sinh ra từ 1 electron ban đầu khi bay từ cực âm đến cực dương là: N = 2.N1 = 62 hạt

Đáp số: N = 62 hạt

Do khoảng cách 2 bản cực gấp 5 lần quãng đường bay tự do của electron nên số e ở cuối quãng đường (bản cực dương) là 2⁵ = 32e.

\(\Rightarrow\) Số e sinh ra trên cả quãng đường 20cm : 32 - 1 (e ban đầu) = 31e.

Mỗi e sẽ ion hóa chất khí tạo thành 1e tự do và 1e ion dương.

\(\Rightarrow\) Số hạt tải điện sinh ra tối đa : 31.2 = 62 hạt tải điện.