რა არის კათოდიკური სხივები და მათი მახასიათებლები
შეიძლება არ იცოდეთ რა არის კათოდური სხივები, მაგრამ ნამდვილად გარშემორტყმული ხართ მოწყობილობები, რომლებიც მათი წყალობით მუშაობენ: ძველი ტელევიზორები და მონიტორები, რომლებიც ამჟამად ჩანაცვლებულია სხვა ტექნოლოგიებით, რომლებიც იძლევა ბრტყელი ეკრანების და ბევრად უფრო მსუბუქი წარმოების შესაძლებლობას; ოსილოსკოპები, რომლებიც საშუალებას გვაძლევს გავზომოთ ყველანაირი სიგნალები და რომელთა პოვნაც სხვადასხვა ადგილას შეგვიძლია როგორიცაა საავადმყოფოები, მექანიკური სემინარები ან ხმის ჩამწერი სტუდიები... ამ გაკვეთილზე თქვენი პროფესორისგან ჩვენ ავუხსნით რა არის კათოდური სხივები და მათი მახასიათებლები, რა თვისებები აქვთ და რა არის მათი ძირითადი პროგრამები.
ინდექსი
- რა არის კათოდური სხივები - მარტივი განმარტება
- კათოდური სხივების აღმოჩენა
- რა მახასიათებლები აქვს კათოდურ სხივებს?
- სად გამოიყენება კათოდური სხივები? ყველაზე მნიშვნელოვანი პროგრამები
რა არის კათოდური სხივები - მარტივი განმარტება.
კათოდური სხივები ელექტრონების მიმდინარეობაა მათ ასხივებს კათოდი (უარყოფითი ელექტროდი) ვაკუუმის მილში.
ა ვაკუუმის მილი ეს არის მილები, რომლებიც დახურულია სარქველებით, საიდანაც თითქმის მთელი გაზი იქნა მოპოვებული, რომელიც შეიცავს მას, რაც ქმნის სივრცეს პრაქტიკულად მოკლებულია ატომებს. ელექტროდები უკავშირდება გარე მაღალი ძაბვის წყაროს, რომელიც ადგენს მილის ორ ელექტროდს შორის დიდ პოტენციურ სხვაობას.
პოტენციური განსხვავება იწვევს გამომუშავებას ელექტრონები(სუბატომური ნაწილაკები უარყოფითად დამუხტული) კათოდისგან (უარყოფითი ელექტროდი), რომ შექმნას მიმდინარეობა, რომელიც მიმართულია ანოდისკენ (პოზიტიური ელექტროდი). ამგვარად წარმოქმნილი ელექტრონების ეს ნაკადი ხილული ხდება ა ღია მწვანე ბრწყინავს, რომელიც წარმოიქმნება კათოდიდან და მიმართულია ანოდისკენ.
სურათი: 100cia.site
კათოდური სხივების აღმოჩენა.
კათოდური სხივები აღმოაჩინეს ექსპერიმენტების წყალობით უილიამ კრუქსი. მე -19 საუკუნის ბრიტანელმა მეცნიერმა შეიმუშავა სხვადასხვა დიზაინის ვაკუუმური მილები, რომელშიც ელექტროდები იყო შეყვანილი.
კრუკსის მიერ ჩატარებული ექსპერიმენტები გამოიწვია კათოდური სხივების აღმოჩენა, რომელთა საშუალებითაც შესაძლებელია მათი ძირითადი თვისებების გამოანგარიშება და მოგვიანებით ელექტრონის აღმოჩენა. გარდა ამისა თაღლითობის მილი იგი გახდა სამეცნიერო-კვლევითი ინსტრუმენტი, რომელიც დღესაც გვხვდება მრავალ სამეცნიერო კვლევით ლაბორატორიაში.
რა მახასიათებლები აქვს კათოდურ სხივებს?
კათოდური სხივების შესწავლა ამ ტიპის მსუბუქი მილის გამოყენებით საშუალებას იძლევა განისაზღვროს ამ ელექტრონული ნაკადის შემდეგი მახასიათებლები:
- კათოდური სხივები ისინი სწორხაზოვნად მიდიან, ისევე როგორც სინათლე; ელექტრო ან მაგნიტური ველის არარსებობის შემთხვევაში.
- Ისინი არიან შეჩერებულია ფიზიკური ბარიერებით საკმარისად სქელი (როგორც რამდენიმე მილიმეტრიანი მეტალის ფირფიტა) და აჩრდილებს ისევე, როგორც სინათლე აკეთებს გაუმჭვირვალე მასალების დარტყმისას.
- ელექტრონის სიჩქარე კათოდური სხივების იზრდება. და გაზრდით ვაკუუმი კათოდური სხივის მილში. რაც მეტია ვაკუუმი, მით მეტია წარმოქმნილი კათოდური სხივების ინტენსივობა. ეს იმიტომ ხდება, რომ ატომების მაღალი კონცენტრაციით არსებობა ხელს უშლის ელექტრონების ცირკულაციას და, შესაბამისად, კათოდური სხივების ემისიას. რაც უფრო ძველია პოტენციური განსხვავება კათოდური სხივის მილის ორ ელექტროდს შორის.
- კათოდური სხივები (უარყოფითად დამუხტული ელექტრონების დენებისაგან) ისინი გადაადგილდებიან, როდესაც ისინი ექვემდებარებიან მაგნიტურ ველს ან ელექტრულ ველს. ეს არის თვისება, რომელიც არ ხდება სინათლის შემთხვევაში.
- კათოდური სხივები ენერგიის გამოყოფა სითბოს სახით, ვინაიდან ისინი თავიანთ კინეტიკურ ენერგიას (მოძრაობასთან ასოცირებული ენერგია) გარდაქმნიან თერმულ ენერგიად (სითბო).
- კათოდური სხივებია რომელსაც შეუძლია გამოიწვიოს ზოგიერთიქიმიური რეაქციები სინათლის მიერ გამოწვეული მსგავსი, მაგალითად ფოტოგრაფიულ ფირფიტაზე დაბეჭდვა.
- კათოდური სხივები იონიზირებადი გაზები რომლებიც მცირე რაოდენობით შეიცავს ცარიელ მილში.
ფლუორესცენცია
ყველაზე მნიშვნელოვანი კათოდური სხივების კიდევ ერთი მახასიათებელია ის, რომ ისინი იწვევენ ფენომენებს ფლუორესცენცია გარკვეულ მასალებში, როგორიცაა მინა ან თუთიის სულფიდი.
ფლუორესცენტი არის ზოგიერთი მასალის სინათლის გამოსხივების შესაძლებლობა. ეს ფენომენი ხდება მაშინ, როდესაც კათოდური სხივების ელექტრონები ეჯახებიან მასალას და გადასცემენ მათ კინეტიკური ენერგიას მის ატომებს.
ატომების მიერ შეწოული ეს ენერგია წარმოქმნის მათი ელექტრონების აღგზნებას, რომლებიც ენერგიის მაღალ დონეზე გადადიან. აღგზნებული ელექტრონები სწრაფად ბრუნდებიან თავდაპირველ პოზიციაზე უფრო დაბალ ენერგეტიკულ დონეზე. საწყის ენერგეტიკულ მდგომარეობაში გადასვლისას გამოთავისუფლებულ ენერგიას აქვს ტალღის სიგრძე, რომელიც ხილულია (ფლუორესცენტი).
სურათი: Slideshare
სად გამოიყენება კათოდური სხივები? ყველაზე მნიშვნელოვანი პროგრამები.
კათოდური სხივები უილიამ კროუკსის მიერ ჩატარებული ექსპერიმენტების წყალობით აღმოაჩინეს. მე -19 საუკუნის ბრიტანელმა მეცნიერმა შეიმუშავა სხვადასხვა დიზაინის ვაკუუმური მილები, რომელშიც ელექტროდები იყო შეყვანილი. კრუკსის მიერ ჩატარებულმა ექსპერიმენტებმა გამოიწვია კათოდური სხივების აღმოჩენა და მათი ძირითადი თვისებების გამოანგარიშება. გარდა ამისა, კრუკსის მილი გახდა სამეცნიერო-კვლევითი ინსტრუმენტი, რომელიც დღესაც გვხვდება მრავალ სამეცნიერო კვლევით ლაბორატორიაში.
CTR (Catodic Tube Rays) ტექნოლოგია
დღევანდელი კათოდური სხივის მილის (CTR) ტექნოლოგია დაფუძნებულია ვაკუუმის მილი შექმნილია კრუკსის მიერ, მაგრამ მასში შეტანილია რამდენიმე ელემენტი, რომლებიც საშუალებას იძლევა გამოიყენონ იგი სხვადასხვა პროგრამებში.
ამჟამინდელი კათოდური სხივების მილების მახასიათებლები
ამჟამად, CTR არის ვაკუუმური მილები, რომლებიც მოიცავს სამ ფუნდამენტურ ელემენტს:
- მაგნიტური ველის ჩართვა ეს საშუალებას იძლევა გადახრილ იქნას კათოდური სხივების მიმართულებით, რაც საშუალებას იძლევა მათი მანიპულირება მოხდეს. მაგნიტური ველების ჩართვა ელექტრონების ნაკადის გადასაადგილებლად განპირობებულია ჯ.თომსონის მიერ Crookes ვაკუუმის მილით ჩატარებული გამოკვლევებით.
- მილის საფარები ფლუორესცენტული მასალით რომელიც წარმოქმნის ბევრად უფრო ინტენსიურ სინათლის რეაქციას, რადგან ფლუორესცენტის ფენომენის წყალობით, კათოდური სხივების მნიშვნელოვანი ნაწილი, რომლებიც არ ჩანს, შუქდება. ეს საფარი განპირობებულია F. Braun– ის ექსპერიმენტებით, რომელიც ექსპერიმენტებს უტარებდა W. Crookes– ის მილებს ფლუორესცენციის ფენომენებზე.
- ცხელი კათოდების ჩართვა. კრუკსის მილი არ არის დამოკიდებული ტემპერატურაზე მისი მუშაობისთვის. ამასთან, ტ. ედისონის დაკვირვებამ, რომ სითბო იწვევს ზოგიერთ მასალაში იონების გამოყოფას, გამოიყენებოდა ვაკუუმური მილებისთვის. შეიყვანეს ე.წ. ცხელი კათოდები, რომელთაც გაცხელებისას შეეძლოთ იონების გამოსხივება. ამ გზით ვაკუუმის მილის მოქმედება წყვეტს მასში ნარჩენი ჰაერის არსებობას.
ძირითადი პროგრამები
- გაზომეთ ელექტრონების სიჩქარე და მასა: ეს თვისებები შეიძლება შეფასდეს CTR– ში, რომელიც აერთიანებს ელექტრულ და მაგნიტურ ველს, რომლებიც გააუქმებენ ერთმანეთს და საშუალებას აძლევს ელექტრონულ სიჩქარეს და მათ მასას გაზომონ.
- ოსცილოსკოპი: ეს მოწყობილობა შედგება CTR– სგან, რომელიც აერთიანებს ცვალებად მაგნიტურ ველს, რომელიც იწვევს კათოდური სხივების ჰორიზონტალურ სკანირებას მილის ბოლოს, საპროექციო ეკრანზე. როდესაც ეს აპარატი უკავშირდება ინსტრუმენტს, რომელიც ზომავს ნებისმიერ ფიზიკურ პარამეტრს და შეუძლია გადათარგმნეთ იგი ელექტრულ სიგნალებად, ისინი რეპროდუცირდება ოსცილოსკოპზე, როგორც ვერტიკალური რხევები სინათლის სხივი. ეს არის ერთ – ერთი ყველაზე მრავალმხრივი საზომი ინსტრუმენტი, რომელიც არსებობს და გამოიყენება უამრავ გაზომვაში, როგორიცაა: გულისცემა, წნევა, ხმის დონე, ვიბრაცია და ა.შ.
- სატელევიზიო ეკრანები და მონიტორები: ამჟამად CTR ტექნოლოგია ქრება უფრო მოწინავეთა სასარგებლოდ, მაგალითად, თხევადკრისტალური ბრტყელი დისპლეები (LCD) ან გამოსხივებული დიოდების (LED- ები), რაც საშუალებას იძლევა ეკრანების ზომა და წონა მკვეთრად შემცირდეს, გარდა ამისა, მათ აქვთ უფრო ხანგრძლივი სიცოცხლის ხანგრძლივობა. ამასთან, ეს ტექნოლოგია გამოიყენებოდა სატელევიზიო ეკრანებსა და მონიტორებში გასული საუკუნის 50-იანი წლებიდან რამდენიმე წლის წინ.
თუ გსურთ წაიკითხოთ სხვა მსგავსი სტატიები რა არის კათოდური სხივები და მათი მახასიათებლებიგირჩევთ შეიყვანოთ ჩვენი კატეგორია ატომი.
ბიბლიოგრაფია
სტივენ ვეინბერგი (1985).Სუბატომური ნაწილაკები. ბარსელონა: სამეცნიერო პრესა S.A.
