מחולל ואן-דה-גראף
מחולל ואן-דה-גראף (Van de Graaff generator) הוא מחולל חשמל, כלומר מכשיר המייצר מתח חשמלי באמצעים מכניים.
המחולל קרוי על שם הפיזיקאי האמריקאי רוברט ואן-דה-גראף שפיתח אותו בשנת 1929. במקור, יועד המכשיר לשמש מקור מתח רב עוצמה (עד לעשרות מיליוני וולט) לשפופרות רנטגן ומאיצי חלקיקים קווים. עם התפתחות טכנולוגיות אלטרנטיביות להאצת חלקיקים, פחת השימוש במחולל ואן-דה-גראף לצרכים אלו. כיום עיקר השימוש במחולל ואן-דה-גראף הוא להדגמת תופעות חשמליות שונות.
ב-1955 יצא גבירול גולדרינג מהמחלקה לפיזיקה גרעינית במכון ויצמן, אל המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), זאת בהמלצת עמוס דה-שליט. גולדרינג שהה שם כשנתיים, במהלכן פיקוח על ייצור מחולל ואן-דה-גראף, וב-1958 הביא את המחולל הראשון לישראל. מעבדת הוואן-דה-גראף נבנתה בעיקרה על ידי גבירול גולדרינג ויהודה וולפסון. המחולל שימש כמאיץ חלקיקים עבור חקר מבנה הגרעין עד שמאיץ ה"טאנדם" (דגם חדש של ואן-דה-גראף) החליפו באפריל 1965.
עקרון הפעולה של המחולל
עריכה
1) כדור מתכת חלול טעון חיובית
2) אלקטרודה המחוברת לכדור, בקצה האלקטרודה מברשת הנושקת לחגורה מבודדת מסתובבת
3) גלגלת עליונה
4) צד שמאל של החגורה הטעון חיובית
5) צד ימין של החגורה הטעון שלילית
6) גלגלת תחתונה
7) אלקטרודה תחתונה (מוארקת)
8) מכשיר (בצורת כדור) טעון שלילית המשמש לפריקת הכדור הראשי (1)
9) ניצוץ הנוצר כתוצאה מהפרש הפוטנציאלים בין שני הכדורים
מבנה סכמטי של מחולל ואן-דה-גראף מתואר בציור. המחולל מורכב משני כדורי מתכת [(1) ו-(8) בציור]. החגורה [(5),(4)] מסתובבת ועקב כך מתחככת במברשת סיבי המתכת העליונה (2) והתחתונה (7). כתוצאה מהחיכוך נטענת המברשת העליונה במטען חיובי והתחתונה במטען שלילי. המברשת העליונה מעבירה את המטען לכדור הגדול (1) והמברשת התחתונה מעבירה את המטען למוט הפריקה (8), כך שבסופו של דבר נוצר הפרש פוטנציאלים בין הכדור הגדול לסביבתו. ניתן גם לחבר את המברשת התחתונה ישירות להארקה וכך הפרש הפוטנציאלים נוצר בין הכדור הגדול לאדמה.
ראו גם
עריכהקישורים חיצוניים
עריכה
- המאמר המקורי של ואן-דה-גראף משנת 1933 בכתב העת המדעי Physical Review
- איך פועל מחולל ואן-דה-גראף באתר Howstuffworks
- מחולל ואן-דה-גראף כ"תיאטרון חשמל" באתר מוזיאון המדע של בוסטון
- מאיר ברק, איך בונים מחולל ואן דה גרף ומה הוא עושה?, במדור "שאל את המומחה" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 1 ספטמבר 2009
מה קורה כאשר מציבים שני מחוללים זה לצד זה?, סרטון באתר יוטיוב
