Mik azok a katódikus sugarak és jellemzőik

Lehet, hogy nem tudja, mi a katódsugár, de biztosan körülvesz nekik köszönhetően működő eszközök: régi televíziók és monitorok, amelyeket jelenleg más technológiák váltanak fel, amelyek lehetővé teszik a síkképernyős és sokkal könnyebb gyártását; oszcilloszkópok, amelyek lehetővé teszik számunkra a különféle jelek mérését, és amelyek sokféle helyen megtalálhatók mint például kórházak, gépészeti műhelyek vagy hangrögzítő stúdiók... Ebben a PROFESSZOR órájában Ön elmagyarázzuk mik a katódsugarak és azok jellemzői, milyen tulajdonságokkal rendelkeznek és melyek a fő alkalmazásuk.

Index

1. Mik azok a katódsugarak - egyszerű meghatározás
2. A katódsugarak felfedezése
3. Melyek a katódsugarak jellemzői?
4. Hol használják a katódsugarakat? A legfontosabb alkalmazások

A katódsugarak az elektronáramok Ezeket a katód (negatív elektróda) ​​bocsátja ki egy vákuumcsőben.

A vákumcső Ez egy szelepekkel lezárt cső, amelyből szinte az összes benne levő gázt kivonták, így teret teremtve

A potenciális különbség okozza a elektronok(szubatomi részecskék negatív töltésű) a katódból (negatív elektróda) ​​irányított áram létrehozása céljából az anód felé (pozitív elektróda). Ez az így keletkezett elektronáram a formájában láthatóvá válik halványzöld ragyogás, amely a katódból származik és az anód felé irányul.

Kép: 100cia.site

A katódsugarakat a William Crookes. Ez a 19. századi brit tudós különböző kivitelű vákuumcsöveket dolgozott ki, amelyekbe elektródákat építettek be.

A Crookes által végzett kísérletek katódsugarak felfedezéséhez vezetett, amelyek lehetővé tették fő tulajdonságaik levezetését, később pedig a elektron felfedezése. mellett crookes cső tudományos kutatási eszközzé vált, amely napjainkban is számos tudományos kutatólaboratóriumban jelen van.

Az ilyen típusú fénycsöveket alkalmazó katódsugár-vizsgálatok lehetővé teszik az elektronáram következő jellemzőinek meghatározását:

• Katódsugarak egyenes vonalban utaznak, akárcsak a fény; elektromos vagy mágneses tér hiányában.
• Ők fizikai akadályok állítják meg elég vastag (például néhány milliméteres fémlemez), és ugyanolyan árnyékot vet, mint a fény, ha átlátszatlan anyagokat üt.
• A elektronsebesség a katódsugarak száma megnő. És növelve a vákuum a katódsugárcsőben. Minél nagyobb a vákuum, annál nagyobb a létrehozott katódsugarak intenzitása. Az atomok nagy koncentrációban való jelenléte ugyanis megakadályozza az elektronok keringését, és ezáltal a katódsugarak kibocsátását. Minél idősebb a potenciális különbség a katódsugárcső két elektródája között.
• Katódsugarak (negatív töltésű elektronok áramai) elhajlanak, ha mágneses vagy elektromos mezőnek vannak kitéve. Ez egy olyan tulajdonság, amely nem fordul elő fény esetén.
• Katódsugarak energiát szabadítson fel hő formájában, mivel kinetikus energiájukat (a mozgáshoz kapcsolódó energiát) hőenergiává (hővé) alakítják.
• A katódsugarak képes okozni néhányatkémiai reakciók hasonló, mint a fény okozta, például a fényképes lemezre történő nyomtatás.
• Katódsugarak ionizálják a gázokat amelyek kis mennyiségben vannak az üres csőben.

Fluoreszcencia

A legfontosabb katódsugarak másik jellemzője, hogy jelenségeket okoznak fluoreszcencia bizonyos anyagokban, például üvegben vagy cink-szulfidban.

A fluoreszcencia egyes anyagok fénykibocsátó képessége. Ez a jelenség akkor fordul elő, amikor a katódsugarak elektronjai ütköznek az anyaggal, és kinetikus energiájukat átadják annak atomjainak.

Ez az atomok által elnyelt energia generálja elektronjaik gerjesztését, amelyek magasabb energiaszintre ugranak. A gerjesztett elektronok alacsonyabb energiaszint mellett gyorsan visszatérnek kiindulási helyzetükbe. A kiinduló energiaállapotba történő visszalépéskor felszabaduló energia hullámhossza látható (fluoreszcencia).

Kép: Slideshare

A katódsugarakat William Crookes által végzett kísérleteknek köszönhetően fedezték fel. Ez a 19. századi brit tudós különböző kivitelű vákuumcsöveket dolgozott ki, amelyekbe elektródákat építettek be. A Crookes által végzett kísérletek katódsugarak felfedezéséhez vezettek, és lehetővé tették azok fő tulajdonságainak levezetését. Ezenkívül a Crookes cső tudományos kutatási eszközzé vált, amely napjainkban is számos tudományos kutató laboratóriumban jelen van.

CTR (Catodic Tube Rays) technológia

A mai katódsugárcső (CTR) technológia a vákumcső Crookes tervezte, de beépített néhány olyan elemet, amely lehetővé teszi annak használatát a különböző alkalmazásokban.

A jelenlegi katódsugárcsövek jellemzői

Jelenleg a CTR vákuumcsövek, amelyek három alapvető elemet tartalmaznak:

• Mágneses mezők beépítése amelyek lehetővé teszik a katódsugarak irányának eltérését, lehetővé téve a manipulációjukat. A mágneses mezők beépítése az elektronáramlás eltereléséhez annak köszönhető, hogy J.Thomson elvégezte a Crookes vákuumcsövet.
• Csőbevonatok fluoreszkáló anyaggal amely sokkal intenzívebb fényválaszt produkál, mert a fluoreszcencia jelenségének köszönhetően a katódsugarak egy fontos része, amely nem látható, fénnyé alakul. Ez a bevonat F. Braun kísérleteinek köszönhető, aki W. Crookes csöveivel kísérletezett a fluoreszcencia jelenségeivel.
• Forró katódok beépítése. A Crookes cső működése nem függ a hőmérséklettől. T. Edison megfigyelését, miszerint egyes anyagokban a hő okozza az ionkibocsátást, vákuumcsövekre alkalmazták. Úgynevezett forró katódokat építettek be, amelyek melegítéskor ionok kibocsátására voltak képesek. Ily módon a vákuumcső működése megszűnik a benne lévő maradék levegő jelenlététől.

Fő alkalmazások

• Mérjük meg az elektronok sebességét és tömegét: Ezeket a tulajdonságokat olyan CTR-ben lehet mérni, amely elektromos és mágneses teret foglal magában, amelyek eltörlik egymást és lehetővé teszik az elektronok sebességének és tömegének mérését.
• Az oszcilloszkóp: Ez az eszköz egy CTR-ből áll, amely változtatható mágneses teret tartalmaz, amely a katódsugarak vízszintes letapogatását eredményezi a cső végén lévő vetítővásznon. Ha ez a készülék olyan készülékhez van csatlakoztatva, amely bármilyen fizikai paramétert mér és képes erre lefordítják elektromos jelekké, ezeket az oszcilloszkópon a függőleges rezgésekként reprodukálják fénysugár. Ez az egyik legsokoldalúbb mérőműszer, amely létezik, és számos mérésben használják, például: pulzus, nyomás, zajszint, rezgés stb.
• Televíziós képernyők és monitorok: Jelenleg a CTR technológia eltűnik a fejlettebbek, például a folyadékkristályos lapos kijelzők (LCD) vagy diódák (LED-ek) kibocsátásával, amelyek lehetővé teszik a képernyők méretének és súlyának drasztikus csökkentését a hosszabb élettartam mellett. Ezt a technológiát azonban a tévéképernyőkön és a monitorokon néhány évvel ezelőttig, a múlt század 50-es éveitől kezdve használták.

Ha további hasonló cikkeket szeretne olvasni Mik a katódsugarak és azok jellemzői, javasoljuk, hogy adja meg a Az atom.

Steven Weinberg (1985).Szubatomi részecskék. Barcelona: Scientific Press S.A