rayons cathodiques

Les rayons cathodiques sont des faisceaux d’électrons ou des flux d’électrons qui ont été observés pour la première fois dans les tubes de Crookes (tubes à vide).

rayons cathodiques

e-beam) sont des flux d’électrons observés dans des tubes à vide., Si un tube de verre évacué est équipé de deux électrodes et qu’une tension est appliquée, on observe que le verre opposé à l’électrode négative brille des électrons émis par la cathode. Les électrons ont d’abord été découverts comme constituants des rayons cathodiques. L’image d’un téléviseur classique est créée par un faisceau focalisé d’électrons déviés par des champs électriques ou magnétiques dans des tubes cathodiques (CRT).

Les rayons cathodiques sont ainsi nommés parce qu’ils sont émis par l’électrode négative, ou cathode, dans un tube à vide., Libérer des électrons dans le tube, ils doivent d’abord être détaché des atomes de la cathode. Les premiers tubes à vide à cathode froide, appelés tubes de Crookes, utilisaient un potentiel électrique élevé entre l’anode et la cathode pour ioniser le gaz résiduel dans le tube. Le champ électrique a accéléré les ions et les ions ont libéré des électrons lorsqu’ils sont entrés en collision avec la cathode.

Les tubes à vide modernes utilisent une émission thermionique, dans laquelle la cathode est constituée d’un mince filament de fil chauffé par un courant électrique séparé qui le traverse., Le mouvement de chaleur aléatoire accru des atomes du filament frappe les électrons hors des atomes à la surface du filament et dans l’espace évacué du tube. Depuis les électrons ont une charge négative, ils sont repoussés par la cathode et attirés par l’anode. Ils voyagent en lignes droites à travers le tube vide. La tension appliquée entre les électrodes accélère ces particules de faible masse à des vitesses élevées.,

Les rayons cathodiques sont invisibles, mais leur présence a été détectée pour la première fois dans les premiers tubes à vide lorsqu’ils ont frappé la paroi de verre du tube, excitant les atomes du verre et les faisant émettre de la lumière—une lueur appelée fluorescence. Les chercheurs ont remarqué que les objets placés dans le tube devant la cathode pouvaient projeter une ombre sur le mur rougeoyant et se sont rendu compte que quelque chose devait voyager en lignes droites à partir de la cathode., Une fois que les électrons atteignent l’anode, ils traversent le fil de l’anode jusqu’à l’alimentation et retournent à la cathode, de sorte que les rayons cathodiques transportent le courant électrique à travers le tube.

histoire des rayons cathodiques

en 1838, Michael Faraday fait passer un courant à travers un tube de verre raréfié rempli d’air et remarque un étrange arc lumineux dont le début se situe à la cathode (électrode négative) et l’extrémité presque à l’anode (électrode positive).

Crookes Tubes

dans les années 1870, le physicien britannique William Crookes et d’autres ont pu évacuer les tubes raréfiés à une pression inférieure à 10-6 atm., Ceux-ci ont été appelés tubes Crookes. Faraday avait été le premier à remarquer un espace sombre juste en face de la cathode, où il n’y avait pas de luminescence. Cela a été appelé l’espace sombre de la cathode, L’espace sombre de Faraday ou L’espace sombre de Crookes.

Crookes a constaté qu’en pompant plus d’air hors des tubes, L’espace sombre de Faraday s’est propagé le long du tube de la cathode vers l’anode, jusqu’à ce que le tube soit totalement sombre. Mais à l’extrémité de l’anode (positive) du tube, le verre du tube lui-même a commencé à briller., Ce qui se passait était que plus d’air était pompé des tubes, les électrons pouvaient voyager plus loin, en moyenne, avant de frapper un atome de gaz. Au moment où le tube était sombre, la plupart des électrons pouvaient voyager en lignes droites de la cathode à l’extrémité de l’anode du tube sans collision. Sans obstruction, ces particules de faible masse ont été accélérées à des vitesses élevées par la tension entre les électrodes. Ce sont les rayons cathodiques., Quand ils ont atteint l’extrémité de l’anode du tube, ils voyageaient si vite que, bien qu’ils y aient été attirés, ils ont souvent survolé l’anode et heurté la paroi arrière du tube. Lorsqu’ils ont frappé des atomes dans la paroi de verre, ils ont excité leurs électrons orbitaux à des niveaux d’énergie plus élevés, ce qui les a amenés à fluorescence.

tube de Crookes: Un tube de Crookes est un raréfié tube évacué à une pression inférieure à 10-6 atm. Il a été utilisé dans la découverte des rayons cathodiques.,

plus tard, des chercheurs ont peint la paroi arrière intérieure avec des produits chimiques fluorescents tels que le sulfure de zinc, pour rendre la lueur plus visible. Les rayons cathodiques eux-mêmes sont invisibles, mais cette fluorescence accidentelle a permis aux chercheurs de remarquer que des objets dans le tube devant la cathode, tels que l’anode, projettent des ombres tranchantes sur la paroi arrière rougeoyante. En 1869, le physicien allemand Johann Hittorf a été le premier à réaliser que quelque chose devait voyager en lignes droites de la cathode pour projeter les ombres. Eugene Goldstein les a nommés rayons cathodiques.

J. J., L’expérience de Thomson

J. J. Thomson a étudié les tubes cathodiques et a émis l’idée que les particules dans les faisceaux cathodiques devaient être négatives parce qu’elles étaient repoussées par des éléments chargés négativement (soit la cathode, soit une plaque chargée négativement dans le tube cathodique) et attirées par des éléments chargés positivement (soit l’anode, soit la plaque chargée positivement dans le tube cathodique). Il a appelé ces morceaux super minuscules de l’atome, « électrons., »À travers ses expériences, Thomson a réfuté la théorie atomique de Dalton, car la théorie atomique de Dalton affirmait que les atomes étaient le plus petit morceau de la matière dans l’univers et qu’ils étaient indivisibles. De toute évidence, la présence d’électrons a annulé ces parties de la théorie atomique de Dalton.