Van de Graaff-generator

Se også bandet Van der Graaf Generator

Van de Graaff-generator eller båndgenerator er et apparat for å lage statisk elektrisitet. Generatoren består i prinsippet bare av et gummibånd som kan sveives rundt to tromler mot en metall-kam og en kuppel av metall over. Det dannes da høyspenning i metallkuppelen.

Enkel Van de Graaff-generator
Prinsippskisse for van de Graaff-generator
1. Metallkuppel med positiv ladning
2. Elektrode som sleper mot båndet og er kopblet til den positive metallkula
3. Plastrull eller -trommel
4. Positivt ladet del av båndet
5. Negativt ladet del av båndet
6. Metallrull
7. Elektrode koplet til den negativt ladde kula
8. Metallkule med negativ ladning
9. Overslagslyn

Virkemåte rediger

Van de Graaff-generatoren er bygd opp av et ringformet bånd eller belte av gummi, silke eller et annet materiale som ikke leder strøm, som blir spent over to tromler (ruller) der den ene trommelen er plassert i en hul metallkule eller kuppel av metall-gitter. Når båndet sveives rundt tromlene, blir kula ladet med positive ladninger på grunn av friksjonen mellom båndet og en elektrode, formet som en metall-kam, som er koplet til kula. Dette skyldes den triboelektriske effekt. En annen elektrode er koplet til den andre trommelen (gjerne av akrylplast), og når den statiske oppladningen blir stor nok, skjer det et overslag fra den positivt ladde kula i form av et lyn.

Utvikling rediger

Van de Graaff-generatoren ble utviklet av den amerikanske fysikeren Robert Van de Graaff (1901–1967). Den ble vist for første gang i oktober 1929 på Princeton-universitet. I løpet av noen år ble det bygd en generator som kunne produsere spenninger opp til én million volt (1 megavolt). Den var 180 cm høy og hadde to metallkuler som hver hadde en diameter på 60 cm.

Norge rediger

Den første van de Graaff-generatoren i Norden ble bygget med hjelp av Odd DahlNTH i årene 1935–1937 av fysikkprofessor Johan Holtsmark og hans assistenter.[1] Det første, vellykte eksperiment i 1937 var splitting av lithium-kjerner i to helium-kjerner med høyenergetiske protoner som generatoren produserte. På den måten kunne de bekrefte det historisk viktige resultatet fra det samme eksperimentet som Cockroft og Walton hadde utført for første gang i 1932.[2] Gruppen i Trondheim fortsatte å undersøke slik innfanging av protoner i lette atomkjerner i årene som fulgte.[3]

Holtsmark ble utnevnt til professor ved Universitetet i Oslo i 1942. Van de Graaff-generatoren ble flyttet dit året etterpå og skulle benyttes av Roald Tangen. Men han ble arrestert av tyskerne og generatoren ble stående ubrukt til andre verdenskrig tok slutt i 1945. Tangen fikk den da i gang igjen, og Sven Oluf Sørensen ble en av de første studentene som fikk benytte den i sitt hovedfagsstudium. Men norske myndigheter bestemte snart at kjernefysikk i Norge skulle styrkes, og det ble kjøpt inn nye og mer moderne van de Graaff-akseleratorer til NTH og universitetene i Oslo og Bergen. Den gamle, utdaterte generatoren ble gitt til Teknisk Museum.[3]

Bruksområder rediger

Generatoren gjør det mulig å eksperimentere med høyspenning ved hjelp av forholdsvis lav elektrisk strøm. Den er vanlig i fysikkundervisningen i mange skoler og brukes i tilpassede versjoner også i forskning på for eksempel torden og Isolatorer.

Referanser rediger

  1. ^ Brandt, Thomas; Nordal, Ola (2010). Turbulens og tankekraft : historien om NTNU. Pax. s. 182–184. ISBN 978-82-530-3348-8. 
  2. ^ APS, Cockcroft and Walton Split the Atom, This Month in Physics, april 2019.
  3. ^ a b R. Wittje, Nuclear Physics in Norway, 1933–1955, Physics in Perspective 9, 406–433 (2007).

Eksterne lenker rediger

 
En van de Graaff-generator bygd sammen med en partikkelakselerator. Generatoren lager elektriske felt med høy spenning som akselererer kjernepartiklene. Fra Campus de Jussieu i Paris.