Co jsou CATHODIC RAYS a jejich vlastnosti

Možná nevíte, co jsou to katodové paprsky, ale určitě jste obklopeni zařízení, která díky nim fungují: staré televizory a monitory, které jsou v současné době nahrazovány jinými technologiemi, které umožňují výrobu plochých a mnohem lehčích obrazovek; osciloskopy, které nám umožňují měřit signály všeho druhu a které můžeme najít na tolika různých místech jako jsou nemocnice, mechanické dílny nebo nahrávací studia... V této lekci od PROFESORA vás vysvětlujeme co jsou katodové paprsky a jejich vlastnosti, jaké mají vlastnosti a jaké jsou jejich hlavní aplikace.

Index

1. Co jsou katodové paprsky - snadná definice
2. Objev katodových paprsků
3. Jaké jsou vlastnosti katodových paprsků?
4. Kde se používají katodové paprsky? Nejdůležitější aplikace

Katodové paprsky jsou proudy elektronů Jsou emitovány katodou (zápornou elektrodou) ve vakuové trubici.

A elektronka Je to trubice uzavřená ventily, ze kterých byl získán téměř veškerý plyn, který obsahoval, čímž vznikl prostor

Rozdíl potenciálů způsobí výstup elektrony(subatomární částice záporně nabitý) z katody (záporná elektroda), aby vytvořil proud, který je směrován směrem k anodě (kladná elektroda). Tento proud takto generovaných elektronů se stává viditelným ve formě a světle zelená záře, který pochází z katody a směřuje k anodě.

Obrázek: 100cia.site

Katodové paprsky byly objeveny díky experimentům prováděným William Crookes. Tento britský vědec z 19. století vymyslel vakuové trubice různých konstrukcí, do nichž byly zabudovány elektrody.

The experimenty prováděné Crookem vedlo k objevení katodových paprsků umožnilo odvodit jejich hlavní vlastnosti a později v objev elektronů. kromě crookesova trubice stal se nástrojem vědeckého výzkumu, který je dodnes přítomen v mnoha vědecko-výzkumných laboratořích.

Studie katodových paprsků využívající tento typ světelné trubice umožňují definovat následující charakteristiky tohoto elektronového proudu:

• Katodové paprsky cestují přímočaře, jako světlo; v nepřítomnosti elektrických nebo magnetických polí.
• Oni jsou zastaven fyzickými překážkami dostatečně tlustý (jako kovová deska o délce několika milimetrů) a vrhat stíny stejným způsobem jako světlo při dopadu na neprůhledné materiály.
• The elektronová rychlost katodových paprsků se zvyšuje. A zvyšováním vakuum v katodové trubici. Čím větší je vakuum, tím větší je intenzita generovaných katodových paprsků. Je tomu tak proto, že přítomnost atomů ve vysokých koncentracích brání cirkulaci elektronů a tím i emisi katodových paprsků. Čím je starší potenciální rozdíl mezi dvěma elektrodami katodové trubice.
• Katodové paprsky (proudy záporně nabitých elektronů) odkloní se, když jsou vystaveny magnetickému poli nebo elektrickému poli. Toto je vlastnost, která se v případě světla nevyskytuje.
• Katodové paprsky uvolněte energii ve formě tepla, protože transformují svou kinetickou energii (energii spojenou s pohybem) na tepelnou energii (teplo).
• Katodové paprsky jsou schopné některé způsobitchemické reakce podobné těm, které jsou způsobeny světlem, jako je tisk na fotografickou desku.
• Katodové paprsky ionizované plyny které jsou v malém množství obsaženy v prázdné zkumavce.

Fluorescence

Další charakteristikou nejdůležitějších katodových paprsků je to, že způsobují jevy fluorescence v určitých materiálech, jako je sklo nebo sirník zinečnatý.

Fluorescence je schopnost některých materiálů vyzařovat světlo. K tomuto jevu dochází, když se elektrony katodových paprsků srazí s materiálem a přenesou svou kinetickou energii na jeho atomy.

Tato energie absorbovaná atomy generuje buzení jejich elektronů, které přeskakují na vyšší energetické úrovně. Vybuzené elektrony se rychle vracejí do své původní polohy při nižší energetické úrovni. Energie uvolněná při skoku zpět do počátečního stavu energie má vlnovou délku, která je viditelná (fluorescence).

Obrázek: Prezentace

Katodové paprsky byly objeveny díky experimentům, které provedl William Crookes. Tento britský vědec z 19. století vymyslel vakuové trubice různých konstrukcí, do nichž byly zabudovány elektrody. Pokusy provedené Crookem vedly k objevu katodových paprsků a umožnily odvodit jejich hlavní vlastnosti. Kromě toho se trubice Crookes stala nástrojem vědeckého výzkumu, který je dodnes přítomen v mnoha vědecko-výzkumných laboratořích.

Technologie CTR (Catodic Tube Rays)

Dnešní technologie katodových trubic (CTR) je založena na elektronka navrhl Crookes, ale obsahuje některé prvky, které umožňují jeho použití v různých aplikacích.

Charakteristika současných katodových trubic

V současné době jsou CTR vakuové trubice, které obsahují tři základní prvky:

• Začlenění magnetických polí které umožňují odchýlit směr katodových paprsků, což umožňuje jejich manipulaci. Začlenění magnetických polí k odklonění toku elektronů je způsobeno výzkumy prováděnými J.Thomsonem s Crookesovou vakuovou trubicí.
• Potahy trubek fluorescenčním materiálem který produkuje mnohem intenzivnější světelnou odezvu, protože díky fenoménu fluorescence je důležitá část katodových paprsků, která není viditelná, transformována do světla. Tento povlak je výsledkem experimentů F. Brauna, který experimentoval s trubicemi W. Crookea s fenomény fluorescence.
• Začlenění horkých katod. Crookesova trubice není pro svůj provoz závislá na teplotě. Pozorování T. Edisona, že teplo způsobuje emise iontů v některých materiálech, bylo aplikováno na vakuové trubice. Byly zabudovány takzvané horké katody, které byly schopné zahřát ionty. Tímto způsobem přestane činnost vakuové trubice záviset na přítomnosti zbytkového vzduchu v ní.

Hlavní aplikace

• Změřte rychlost a hmotnost elektronů: Tyto vlastnosti lze měřit v CTR, která zahrnuje elektrické a magnetické pole, které se navzájem ruší a umožňují měřit rychlost elektronů a jejich hmotnost.
• Osciloskop: Toto zařízení se skládá z CTR, které obsahuje proměnné magnetické pole, které způsobuje horizontální skenování katodových paprsků, na projekční plochu na konci trubice. Když je tento přístroj připojen k přístroji, který měří jakýkoli fyzický parametr a je schopen přeložit do elektrických signálů, tyto se na osciloskopu reprodukují jako vertikální oscilace paprsek světla. Je to jeden z nejuniverzálnějších měřicích přístrojů, který existuje, a používá se v mnoha měřeních, jako jsou: srdeční frekvence, tlak, hladina zvuku, vibrace atd.
• Televizní obrazovky a monitory: V současné době technologie CTR mizí ve prospěch těch pokročilejších, jako jsou ploché displeje z tekutých krystalů (LCD) nebo emitujících diod (LED), které kromě delší životnosti umožňují drasticky snížit velikost a hmotnost obrazovek. Tato technologie se však na televizních obrazovkách a monitorech používala až před několika lety z 50. let minulého století.

Pokud si chcete přečíst více podobných článků Co jsou katodové paprsky a jejich vlastnosti, doporučujeme vám zadat naši kategorii Atom.

Steven Weinberg (1985).Subatomární částice. Barcelona: Scientific Press S.A