razele catodice

razele catodice sunt fascicule de electroni sau fluxuri de electroni care au fost observate pentru prima dată în tuburile Crookes (tuburi vidate).

Razele Catodice

razele Catodice (de asemenea, numit un fascicul de electroni sau un e-beam) sunt fluxuri de electroni observate în tuburi vidate., Dacă un tub de sticlă evacuat este echipat cu doi electrozi și se aplică o tensiune, se observă că sticla opusă electrodului negativ strălucește de electronii emise de catod. Electronii au fost descoperiți pentru prima dată ca constituenți ai razelor catodice. Imaginea dintr-un televizor clasic este creată de fasciculul focalizat de electroni deviat de câmpuri electrice sau magnetice în tuburile catodice (CRT).razele catodice sunt numite astfel deoarece sunt emise de electrodul negativ sau de catod într-un tub vidat., Pentru a elibera electroni în tub, trebuie mai întâi să fie detașați de atomii catodului. Tuburile de vid cu catod rece timpuriu, numite tuburi Crookes, au folosit un potențial electric ridicat între anod și catod pentru a ioniza gazul rezidual din tub. Câmpul electric a accelerat ionii și ionii au eliberat electroni atunci când s-au ciocnit cu catodul.tuburile de vid moderne utilizează emisii termionice, în care catodul este realizat dintr-un filament subțire de sârmă care este încălzit de un curent electric separat care trece prin el., Mișcarea crescută de căldură aleatorie a atomilor de filament bate electronii din atomi la suprafața filamentului și în spațiul evacuat al tubului. Deoarece electronii au o sarcină negativă, ei sunt respinși de catod și atrași de anod. Ei călătoresc în linii drepte prin tubul gol. Tensiunea aplicată între electrozi accelerează aceste particule de masă scăzută la viteze mari.,razele catodice sunt invizibile, dar prezența lor a fost detectată pentru prima dată în tuburile vidate timpurii când au lovit peretele de sticlă al tubului, excitând atomii sticlei și determinându—i să emită lumină-o strălucire numită fluorescență. Cercetătorii au observat că obiectele plasate în tubul din fața catodului ar putea arunca o umbră pe peretele strălucitor și și-au dat seama că ceva trebuie să călătorească în linii drepte de la catod., După ce electronii ajung la anod, ei călătoresc prin firul anod la sursa de alimentare și înapoi la catod, astfel încât razele catodice transportă curent electric prin tub.în 1838, Michael Faraday a trecut un curent printr-un tub de sticlă rarefiat umplut cu aer și a observat un arc de lumină ciudat, cu începutul său la catod (electrod negativ) și capătul său aproape la anod (electrod pozitiv).în anii 1870, fizicianul britanic William Crookes și alții au reușit să evacueze tuburile rarefiate la o presiune sub 10-6 atm., Acestea au fost numite tuburi Crookes. Faraday a fost primul care a observat un spațiu întunecat chiar în fața catodului, unde nu exista luminiscență. Acest lucru a ajuns să fie numit catod spațiu întunecat, Faraday spațiu întunecat, sau Crookes spațiu întunecat.Crookes a descoperit că, pe măsură ce pompează mai mult aer din tuburi, spațiul întunecat Faraday s-a răspândit în tubul de la catod spre anod, până când tubul era complet întunecat. Dar la capătul anod (pozitiv) al tubului, paharul tubului însuși a început să strălucească., Ceea ce se întâmpla era că, pe măsură ce mai mult aer era pompat din tuburi, electronii puteau călători mai departe, în medie, înainte de a lovi un atom de gaz. Până când tubul era întunecat, majoritatea electronilor puteau călători în linii drepte de la catod la capătul anodului tubului fără o coliziune. Fără obstacole, aceste particule de masă joasă au fost accelerate la viteze mari de tensiunea dintre electrozi. Acestea erau razele catodice., Când au ajuns la capătul anodului tubului, au călătorit atât de repede încât, deși au fost atrași de el, au zburat adesea pe lângă anod și au lovit peretele din spate al tubului. Când au lovit atomi în peretele de sticlă, și-au excitat electronii orbitali la niveluri mai ridicate de energie, făcându-i să fluoresce.

tub Crookes: un tub Crookes este un tub rarefiat evacuat la o presiune sub 10-6 atm. A fost folosit în descoperirea razelor catodice., mai târziu, cercetătorii au pictat peretele din spate interior cu substanțe chimice fluorescente, cum ar fi sulfura de zinc, pentru a face strălucirea mai vizibilă. Razele catodice în sine sunt invizibile, dar această fluorescență accidentală a permis cercetătorilor să observe că obiectele din tubul din fața catodului, cum ar fi anodul, aruncă umbre ascuțite pe peretele din spate strălucitor. În 1869, fizicianul German Johann Hittorf a realizat mai întâi că ceva trebuie să călătorească în linii drepte de la catod pentru a arunca umbrele. Eugene Goldstein le-a numit raze catodice.

J. J., Thomson Experiment

J. J. Thomson a studiat tuburile catodice și a venit cu ideea că particulele din catod grinzi trebuie să fie negativ, deoarece ele au fost respinse de încărcat negativ elemente (fie catod sau un încărcate negativ farfurie in tub catodic) și atrase de încărcat pozitiv elemente (fie la anod sau la placa incarcata pozitiv în tubul catodic). El a numit aceste bucăți super minuscule ale atomului, ” electroni.,”Prin experimentele sale, Thomson a respins teoria atomică a lui Dalton, deoarece teoria atomică a lui Dalton a declarat că atomii erau cea mai mică bucată de materie din univers și erau indivizibili. În mod clar, prezența electronilor a negat aceste porțiuni ale teoriei atomice a lui Dalton.interactiv: tub Crookes: conectați cei doi electrozi la o sursă de înaltă tensiune și vedeți-i producând raze catodice. J. J. Thomson a folosit o configurație experimentală similară pentru a descoperi prima particulă sub-atomică., Vedeți ce puteți determina despre fluxul de particule numite raze catodice.