Hva er KATODISKE STRÅLER og deres egenskaper

Du vet kanskje ikke hva katodestråler er, men sikkert er du omgitt av enheter som fungerer takket være dem: gamle fjernsyn og skjermer som for tiden erstattes av annen teknologi som tillater produksjon av flatskjerm og mye lettere; oscilloskoper som lar oss måle signaler av alle slag, og som vi kan finne så mange forskjellige steder som sykehus, mekaniske verksteder eller opptaksstudioer... I denne leksjonen fra en PROFESSOR deg forklarer vi hva er katodestråler og deres egenskaper, hvilke egenskaper har de, og hva er deres viktigste applikasjoner.

Indeks

1. Hva er katodestråler - Enkel definisjon
2. Oppdagelse av katodestråler
3. Hva kjennetegner katodestråler?
4. Hvor brukes katodestråler? De viktigste applikasjonene

Katodestråler er strømmer av elektroner De sendes ut av katoden (negativ elektrode) i et vakuumrør.

EN vakuumrør Det er et rør lukket av ventiler som nesten all gassen det inneholdt ble ekstrahert, og skaper dermed et rom

Den potensielle forskjellen forårsaker produksjonen av elektroner(subatomære partikler negativt ladet) fra katoden (negativ elektrode) for å skape en strøm som er rettet mot anoden (positiv elektrode). Denne strømmen av elektroner som dermed genereres blir synlig i form av a lysegrønn glød, som stammer fra katoden og er rettet mot anoden.

Bilde: 100cia.site

Katodestråler ble oppdaget takket være eksperimenter utført av William Crookes. Denne britiske forskeren fra det 19. århundre utviklet vakuumrør av forskjellige design som elektroder hadde blitt innlemmet i.

De eksperimenter utført av Crookes førte til oppdagelsen av katodestråler som fikk lov til å utlede sine hovedegenskaper og senere i elektronfunn. Ved siden av crookes tube det ble et vitenskapelig forskningsinstrument som fremdeles er til stede i mange vitenskapelige forskningslaboratorier i dag.

Katodestråleundersøkelser som bruker denne typen lysrør, gjør det mulig å definere følgende egenskaper ved denne elektronstrømmen:

• Katodestråler de reiser i en rett linje, akkurat som lys; i fravær av elektriske eller magnetiske felt.
• De er stoppet av fysiske barrierer tykk nok (som noen få millimeter metallplate) og kaster skygger på samme måte som lyset gjør når de treffer ugjennomsiktige materialer.
• De elektronhastighet av katodestråler øker. Og ved å øke vakuumet i katodestrålerøret. Jo større vakuum, jo ​​større intensitet genereres katodestrålene. Dette er fordi tilstedeværelsen av atomer i høye konsentrasjoner forhindrer sirkulasjon av elektroner og derfor utslipp av katodestråler. Jo eldre den er den potensielle forskjellen mellom de to elektrodene i katodestrålerøret.
• Katodestråler (strømmer av negativt ladede elektroner) de avbøyes når de utsettes for et magnetfelt eller et elektrisk felt. Dette er en egenskap som ikke forekommer i tilfelle lys.
• Katodestråler frigjør energi i form av varme, siden de forvandler sin kinetiske energi (energi assosiert med bevegelse) til termisk energi (varme).
• Katodestråler er i stand til å forårsake noenkjemiske reaksjoner ligner de som er forårsaket av lys, for eksempel utskrift på en fotografisk plate.
• Katodestråler ioniserende gasser som er inneholdt, i små mengder, i det tomme røret.

Fluorescens

Et annet kjennetegn ved de viktigste katodestrålene er at de forårsaker fenomener fluorescens i visse materialer som glass eller sinksulfid.

Fluorescens er evnen til noen materialer å avgi lys. Dette fenomenet oppstår når elektronene til katodestrålene kolliderer med materialet og overfører sin kinetiske energi til dets atomer.

Denne energien absorbert av atomene genererer eksitasjon av deres elektroner, som hopper til høyere energinivå. De glade elektronene går raskt tilbake til utgangsposisjonen på et lavere energinivå. Energien som frigjøres i hoppet tilbake til den opprinnelige energitilstanden har en bølgelengde som er synlig (fluorescens).

Bilde: Lysbildefremvisning

Katodestråler ble oppdaget takket være eksperimentene som ble utført av William Crookes. Denne britiske forskeren fra det 19. århundre utviklet vakuumrør av forskjellige design som elektroder hadde blitt innlemmet i. Eksperimentene utført av Crookes førte til oppdagelsen av katodestråler og fikk utlede deres hovedegenskaper. I tillegg ble Crookes-røret et vitenskapelig forskningsinstrument som fremdeles er til stede i mange vitenskapelige forskningslaboratorier i dag.

CTR (Catodic Tube Rays) -teknologi

Dagens katodestrålerør (CTR) er basert på vakuumrør designet av Crookes, men har innlemmet noen elementer som tillater bruk i forskjellige applikasjoner.

Kjennetegn på nåværende katodestrålerør

For tiden er CTR vakuumrør som inneholder tre grunnleggende elementer:

• Inkorporering av magnetfelt som gjør det mulig å avvike retningen til katodestrålene som tillater manipulering av dem. Innlemmelsen av magnetfelt for å avlede strømmen av elektroner skyldes undersøkelser utført av J.Thomson med Crookes vakuumrør.
• Rørbelegg med fluorescerende materiale som produserer en mye mer intens lysrespons fordi, takket være fenomenet fluorescens, blir en viktig del av katodestrålene som ikke er synlige transformert til lys. Dette belegget skyldes eksperimentene til F. Braun, som eksperimenterte med rørene til W. Crookes fenomenet fluorescens.
• Inkorporering av varme katoder. Crookes-røret er ikke temperaturavhengig for dets drift. Imidlertid ble T. Edisons observasjon om at varme forårsaker utslipp av ioner i noen materialer påført vakuumrør. Såkalte varme katoder ble innlemmet som var i stand til å avgi ioner når de ble oppvarmet. På denne måten opphører driften av vakuumrøret å avhenge av tilstedeværelsen av gjenværende luft i den.

Hovedapplikasjoner

• Måling av elektronens hastighet og masse: Disse egenskapene kan måles i en CTR som inneholder et elektrisk og et magnetfelt som avbryter hverandre og tillater at elektronenes hastighet og deres masse måles.
• Oscilloskopet: Denne enheten består av en CTR som inneholder et variabelt magnetfelt som forårsaker en horisontal skanning av katodestrålene på projeksjonsskjermen på enden av røret. Når dette apparatet er koblet til et instrument som måler en hvilken som helst fysisk parameter og er i stand til oversetter det til elektriske signaler, blir disse gjengitt på oscilloskopet som vertikale svingninger av stråle av lys. Det er et av de mest allsidige måleinstrumentene som finnes og brukes i mange målinger som: hjertefrekvens, trykk, lydnivå, vibrasjon, etc.
• TV-skjermer og skjermer: For tiden forsvinner CTR-teknologien til fordel for mer avanserte, for eksempel flatskjerm med flytende krystall (LCD) eller av utstrålende dioder (LED), som gjør at størrelsen og vekten på skjermene kan reduseres drastisk i tillegg til å ha en lengre levetid. Imidlertid ble denne teknologien brukt i TV-skjermer og skjermer til for noen år siden fra 50-tallet i forrige århundre.

Hvis du vil lese flere artikler som ligner på Hva er katodestråler og deres egenskaper, anbefaler vi at du skriver inn vår kategori av Atomet.

Steven Weinberg (1985).Subatomære partikler. Barcelona: Scientific Press S.A