Kas yra katodiniai spinduliai ir jų charakteristikos

Galbūt nežinote, kas yra katodo spinduliai, bet tikrai esate apsuptas prietaisai, kurie veikia jų dėka: seni televizoriai ir monitoriai, kuriuos šiuo metu keičia kitos technologijos, leidžiančios gaminti plokščius ekranus ir daug lengvesnius; osciloskopai, leidžiantys išmatuoti visų rūšių signalus ir kuriuos galime rasti daugybėje skirtingų vietų tokias kaip ligoninės, mechanikos dirbtuvės ar įrašų studijos... Šioje PROFESORIAUS pamokoje jūs mes paaiškiname kas yra katodo spinduliai ir jų charakteristikos, kokias savybes jie turi ir kokios yra jų pagrindinės taikymo sritys.

Indeksas

1. Kas yra katodiniai spinduliai - lengva apibrėžti
2. Katodo spindulių atradimas
3. Kokios yra katodo spindulių savybės?
4. Kur naudojami katodo spinduliai? Svarbiausios programos

Katodo spinduliai yra elektronų srovės Juos skleidžia katodas (neigiamas elektrodas) vakuuminiame vamzdyje.

A vakuuminis vamzdelis Tai vamzdis, uždarytas vožtuvais, iš kurio išgaunamos beveik visos jame esančios dujos, taip sukuriant erdvę

Potencialų skirtumas sukelia elektronai(subatominės dalelės neigiamai įkrautas) iš katodo (neigiamo elektrodo), kad būtų sukurta nukreipta srovė link anodo (teigiamas elektrodas). Ši tokiu būdu sukurta elektronų srovė tampa matoma a pavidalu blyškiai žalias švytėjimas, kilęs iš katodo ir nukreiptas link anodo.

Vaizdas: 100cia.site

Katodo spinduliai buvo atrasti atlikus eksperimentus Williamas Crookesas. Šis XIX a. Britų mokslininkas sukūrė skirtingo dizaino vakuuminius vamzdžius, į kuriuos buvo įmontuoti elektrodai.

The Crookes'o atlikti eksperimentai paskatino atrasti katodinius spindulius, leidžiančius išsiaiškinti jų pagrindines savybes ir vėliau elektronų atradimas. Be to kreivas vamzdelis jis tapo mokslinių tyrimų instrumentu, kuris iki šiol yra daugelyje mokslinių tyrimų laboratorijų.

Katodinių spindulių tyrimai naudojant tokio tipo šviesos vamzdelius leidžia apibrėžti šias šio elektronų srauto charakteristikas:

• Katodo spinduliai jie keliauja tiesia linija, kaip ir šviesa; nesant elektrinių ar magnetinių laukų.
• Jie yra sustabdytas fizinėmis kliūtimis pakankamai storas (pavyzdžiui, metalinė kelių milimetrų plokštė) ir meta šešėlius taip pat, kaip ir šviesa krintant ant nepermatomų medžiagų.
• The elektronų greitis katodo spindulių padidėja. Ir didinant vakuumas katodinių spindulių vamzdelyje. Kuo didesnis vakuumas, tuo didesnis susidaro katodo spindulių intensyvumas. Taip yra todėl, kad esant didelėms atomų koncentracijoms, neleidžiama cirkuliuoti elektronams, taigi ir katodiniams spinduliams. Kuo jis senesnis galimas skirtumas tarp dviejų katodinių spindulių vamzdelio elektrodų.
• Katodo spinduliai (neigiamai įkrautų elektronų srovės) jie nukreipiami, kai juos veikia magnetinis laukas arba elektrinis laukas. Tai yra savybė, kurios nėra šviesos atveju.
• Katodo spinduliai išskirti energiją šilumos pavidalu, nes jie savo kinetinę energiją (energiją, susijusią su judėjimu) paverčia šilumine energija (šiluma).
• Katodo spinduliai yra galintis sukelti kai kuriuoscheminės reakcijos panašūs į tuos, kuriuos sukelia šviesa, pavyzdžiui, spausdinimas ant fotografinės plokštės.
• Katodo spinduliai jonizuoti dujas kurie mažais kiekiais yra tuščiame mėgintuvėlyje.

Fluorescencija

Kita svarbiausių katodo spindulių savybė yra ta, kad jie sukelia reiškinius fluorescencija tam tikrose medžiagose, tokiose kaip stiklas ar cinko sulfidas.

Fluorescencija yra kai kurių medžiagų gebėjimas skleisti šviesą. Šis reiškinys įvyksta, kai katodo spindulių elektronai susiduria su medžiaga ir perduoda savo kinetinę energiją jos atomams.

Ši atomų absorbuota energija generuoja jų elektronų sužadinimą, kuris pereina į aukštesnį energijos lygį. Sujaudinti elektronai greitai grįžta į pradinę padėtį esant žemesniam energijos lygiui. Energija, išsiskirianti peršokant į pradinę energijos būseną, turi matomą bangos ilgį (fluorescencija).

Vaizdas: „Slideshare“

Katodo spinduliai buvo atrasti Williamo Crookeso atliktų eksperimentų dėka. Šis XIX a. Britų mokslininkas sukūrė skirtingo dizaino vakuuminius vamzdžius, į kuriuos buvo įmontuoti elektrodai. Krookso atlikti eksperimentai leido atrasti katodo spindulius ir leido išvesti pagrindines jų savybes. Be to, Crookes vamzdis tapo mokslinių tyrimų instrumentu, kuris iki šiol yra daugelyje mokslinių tyrimų laboratorijų.

CTR („Catodic Tube Rays“) technologija

Šiandieninė katodinių spindulių vamzdžių (CTR) technologija pagrįsta vakuuminis vamzdelis suprojektavo Crookesas, tačiau įtraukė keletą elementų, leidžiančių jį naudoti įvairiose programose.

Dabartinių katodinių spindulių vamzdelių charakteristikos

Šiuo metu CTR yra vakuuminiai vamzdeliai, kuriuose yra trys pagrindiniai elementai:

• Magnetinių laukų įtraukimas kurios leidžia nukrypti nuo katodo spindulių krypties, leidžiančios jais manipuliuoti. Magnetinių laukų įtraukimas elektronų srautui nukreipti yra dėl J.Thomsono atliktų tyrimų su Crookes vakuuminiu vamzdžiu.
• Vamzdžių dangos su fluorescuojančiomis medžiagomis kuris sukelia daug intensyvesnį šviesos atsaką, nes fluorescencijos reiškinio dėka svarbi nematomų katodo spindulių dalis virsta šviesa. Ši danga atsirado dėl F. Brauno eksperimentų, eksperimentavusių su W. Crookes mėgintuvėliais fluorescencijos reiškiniais.
• Karštųjų katodų įdėjimas. Crookes vamzdis savo veikimu nepriklauso nuo temperatūros. Tačiau T. Edisono pastebėjimas, kad šiluma sukelia kai kurių medžiagų jonų emisiją, buvo pritaikytas vakuuminiams vamzdeliams. Buvo inkorporuoti vadinamieji karštieji katodai, kurie kaitindami galėjo išskirti jonus. Tokiu būdu vakuuminio vamzdžio veikimas nustoja priklausyti nuo likučio oro buvimo jo viduje.

Pagrindinės programos

• Išmatuokite elektronų greitį ir masę: Šias savybes galima išmatuoti CTR, kuriame yra elektrinis ir magnetinis laukai, kurie vienas kitą panaikina ir leidžia išmatuoti elektronų greitį ir jų masę.
• Osciloskopas: Šis prietaisas susideda iš CTR, kuriame yra kintamas magnetinis laukas, sukeliantis horizontalų katodo spindulių nuskaitymą ant projekcinio ekrano vamzdžio gale. Kai šis aparatas prijungtas prie prietaiso, kuris matuoja bet kokį fizinį parametrą ir yra pajėgus paversti jį į elektrinius signalus, kurie atkuriami osciloskope kaip vertikalūs šviesos spindulys. Tai yra viena iš universaliausių matavimo priemonių, kuri egzistuoja ir naudojama atliekant daugybę matavimų, tokių kaip: širdies ritmas, slėgis, garso lygis, vibracija ir kt.
• Televizijos ekranai ir monitoriai: Šiuo metu CTR technologija nyksta labiau pažengusių, pavyzdžiui, skystųjų kristalų plokščių ekranų (LCD) ar kitų, naudai spinduliuojančių diodų (LED), leidžiančių drastiškai sumažinti ekranų dydį ir svorį, be to, jų tarnavimo laikas yra ilgesnis. Tačiau ši technologija buvo naudojama televizoriaus ekranuose ir monitoriuose dar prieš keletą metų nuo praėjusio amžiaus 50-ųjų.

Jei norite perskaityti daugiau panašių į Kas yra katodo spinduliai ir jų charakteristikos, rekomenduojame įvesti mūsų kategoriją Atomas.

Stevenas Weinbergas (1985).Subatominės dalelės. Barselona: Scientific Press S.A