promienie katodowe

promienie katodowe to wiązki elektronów lub strumienie elektronów, które zostały zaobserwowane po raz pierwszy w lampach Crookesa (lampach próżniowych).

promienie katodowe

promienie katodowe (zwane także wiązką elektronów). lub wiązka e) to strumienie elektronów obserwowane w lampach próżniowych., Jeśli ewakuowana szklana rurka jest wyposażona w dwie elektrody i przyłożone jest napięcie, obserwuje się, że szkło naprzeciwko elektrody ujemnej świeci się od elektronów emitowanych z katody. Elektrony zostały po raz pierwszy odkryte jako składniki promieni katodowych. Obraz w klasycznym telewizorze jest tworzony przez skupioną wiązkę elektronów odchylonych przez pole elektryczne lub magnetyczne w lampach elektronopromieniowych (CRT).

promienie katodowe są tak nazywane, ponieważ są emitowane przez elektrodę ujemną lub katodę w rurze próżniowej., Aby uwolnić elektrony do rury, muszą najpierw zostać odłączone od atomów katody. Wczesne lampy próżniowe z Zimną Katodą, zwane lampami Crookesa, wykorzystywały wysoki potencjał elektryczny między anodą a katodą do jonizacji resztkowego gazu w rurze. Pole elektryczne przyspieszało jony, a jony uwalniały elektrony, gdy zderzyły się z katodą.

nowoczesne lampy próżniowe wykorzystują emisję termiczną, w której katoda jest wykonana z cienkiego drucianego włókna, który jest ogrzewany przez oddzielny prąd elektryczny przepływający przez nią., Zwiększony losowy ruch cieplny atomów żarnika wyrzuca elektrony z atomów na powierzchni żarnika i do ewakuowanej przestrzeni rury. Ponieważ elektrony mają ładunek ujemny, są odpychane przez katodę i przyciągane do anody. Podróżują w liniach prostych przez pustą rurkę. Napięcie przyłożone między elektrodami przyspiesza te cząstki o małej masie do dużych prędkości.,

promienie katodowe są niewidoczne, ale ich obecność została po raz pierwszy wykryta we wczesnych lampach próżniowych, gdy uderzyły one w szklaną ściankę rury, wzbudzając Atomy szkła i powodując ich emitowanie światła-blasku zwanego fluorescencją. Naukowcy zauważyli, że obiekty umieszczone w rurce przed katodą mogą rzucać cień na świecącą ścianę i zdali sobie sprawę, że coś musi podróżować w liniach prostych od katody., Po dotarciu elektronów do anody, podróżują przez przewód anodowy do zasilania i z powrotem do katody, więc promienie katodowe przenoszą prąd elektryczny przez rurkę.

Historia promieni katodowych

w 1838 roku Michael Faraday przepuścił prąd przez rozrzedzoną szklaną rurkę wypełnioną powietrzem i zauważył dziwny łuk świetlny z jego początkiem na katodzie (elektroda ujemna) i jego końcem prawie na anodzie (elektroda dodatnia).

Lampy Crookesa

w 1870 roku brytyjski fizyk William Crookes i inni byli w stanie ewakuować rozrzedzone lampy do ciśnienia poniżej 10-6 atm., Były to tzw. rurki Crookesa. Faraday jako pierwszy zauważył ciemną przestrzeń tuż przed katodą, gdzie nie było luminescencji. To stało się nazywane ciemną przestrzenią katody, ciemną przestrzenią Faradaya lub ciemną przestrzenią Crookesa.

Crookes odkrył, że gdy wypompował więcej powietrza z rur, ciemna przestrzeń Faradaya rozciągała się w dół rury od katody w kierunku anody, aż lampa była całkowicie ciemna. Ale na anodowym (dodatnim) końcu tuby szkło samej tuby zaczęło się świecić., Działo się tak, że gdy więcej powietrza było pompowane z rur, elektrony mogły podróżować dalej, średnio, zanim uderzyły w ATOM gazu. Zanim lampa była ciemna, większość elektronów mogła podróżować w liniach prostych od katody do końca anody bez kolizji. Bez przeszkód te cząstki o niskiej masie były przyspieszane do dużych prędkości przez napięcie między elektrodami. To były promienie katodowe., Kiedy dotarli do końca anody tuby, podróżowali tak szybko, że chociaż byli do niej przyciągani, często przelatywali obok anody i uderzali w tylną ścianę tuby. Kiedy uderzali w Atomy w szklanej ścianie, podniecali swoje orbitalne elektrony do wyższych poziomów energii, powodując ich fluorescencję.

Rura Crookesa: Rura Crookesa to rozrzedzona rura ewakuowana do ciśnienia poniżej 10-6 atm. Był używany w odkrywaniu promieni katodowych.,

późniejsi badacze pomalowali wewnętrzną tylną ścianę fluorescencyjnymi chemikaliami, takimi jak siarczek cynku, aby blask był bardziej widoczny. Same promienie katodowe są niewidoczne, ale ta przypadkowa fluorescencja pozwoliła naukowcom zauważyć, że obiekty w rurce przed katodą, takie jak anoda, rzucają ostre cienie na świecącą tylną ścianę. W 1869 roku niemiecki fizyk Johann Hittorf po raz pierwszy zdał sobie sprawę, że coś musi poruszać się po liniach prostych od katody, aby rzucać cienie. Eugene Goldstein nazwał je promieniami katodowymi.

J. J., Thomson ' s Experiment

J. J. Thomson badał lampy elektronopromieniowe i wpadł na pomysł, że cząstki w wiązkach katodowych muszą być ujemne, ponieważ były odpychane przez ujemnie naładowane przedmioty (katoda lub ujemnie naładowana płyta w kineskopie) i przyciągane przez dodatnio naładowane przedmioty (anoda lub dodatnio naładowana płyta w kineskopie). Nazwał te super małe kawałki atomu, ” elektrony.,”W swoich eksperymentach Thomson obalił teorię atomową Daltona, ponieważ teoria atomowa Daltona głosiła, że atomy są najmniejszym kawałkiem materii we wszechświecie i są niepodzielne. Wyraźnie obecność elektronów negowała te części teorii atomowej Daltona.