Promień katodowy to wiązka elektronów w lampie próżniowej przemieszczająca się od ujemnie naładowanej elektrody (katody) na jednym końcu do dodatnio naładowanej elektrody (anoda) z drugiej, w poprzek Napięcie różnica między elektrodami. Są również nazywane wiązkami elektronowymi.
Jak działają promienie katodowe
Elektroda na ujemnym końcu nazywa się katodą. Elektroda na dodatnim końcu nazywa się anodą. Ponieważ elektrony odpychają ładunek ujemny, katoda jest postrzegana jako „źródło” promienia katodowego w komorze próżniowej. Elektrony są przyciągane do anody i przemieszczają się w linii prostej przez przestrzeń między dwiema elektrodami.
Promienie katodowe są niewidoczne, ale ich efektem jest wzbudzanie atomów w szkle przeciwległym do katody przez anodę. Podróżują z dużą prędkością, gdy napięcie jest przyłożone do elektrod, a niektóre omijają anodę, aby uderzyć w szkło. Powoduje to podniesienie atomów w szkle do wyższego poziomu energii, wytwarzając fluorescencyjny blask. Ta fluorescencja może zostać wzmocniona przez zastosowanie fluorescencyjnych substancji chemicznych na tylnej ścianie rurki. Obiekt umieszczony w tubie będzie rzucał cień, pokazując, że elektrony płyną w linii prostej, promieniu.
Promienie katodowe mogą być odchylane przez pole elektryczne, co świadczy o tym, że składa się ono raczej z cząstek elektronów niż z fotonów. Promienie elektronów mogą również przechodzić przez cienką metalową folię. Jednak promienie katodowe wykazują również charakterystykę falową w eksperymentach z siecią krystaliczną.
Drut między anodą i katodą może zwrócić elektrony do katody, tworząc obwód elektryczny.
Lampy elektronopromieniowe były podstawą transmisji radiowych i telewizyjnych. Telewizory i monitory komputerowe przed debiutem ekranów plazmowych, LCD i OLED były lampami katodowymi (CRT).
Historia promieni katodowych
Dzięki wynalazkowi pompy próżniowej z 1650 r. Naukowcy byli w stanie zbadać wpływ różnych materiałów w próżniach i wkrótce zaczęli studiować Elektryczność w odkurzaczu. Już w 1705 roku odnotowano, że w próżniach (lub w pobliżu próżni) wyładowania elektryczne mogą przemieszczać się na większą odległość. Takie zjawiska stały się popularne jako nowości, a nawet renomowani fizycy, tacy jak Michael Faraday badał ich skutki. Johann Hittorf odkrył promienie katodowe w 1869 r., Używając lampy Crookesa i zauważając cienie rzucane na świecącą ścianę lampy przeciwnej do katody.
W 1897 J. JOT. Thomson odkrył, że masa cząstek w promieniach katodowych była 1800 razy lżejsza niż wodór, najlżejszy pierwiastek. Było to pierwsze odkrycie cząstek subatomowych, które nazwano elektronami. Otrzymał 1906 nagroda Nobla w fizyce dla tej pracy.
Pod koniec XIX wieku fizyk Phillip von Lenard uważnie badał promienie katodowe, a jego współpraca z nimi przyniosła mu Nagrodę Nobla z fizyki w 1905 roku.
Najpopularniejsze komercyjne zastosowanie technologii katodowej ma postać tradycyjną telewizory i monitory komputerowe, chociaż są one wypierane przez nowsze wyświetlacze, takie jak OLED.