Czym są PROMIENIE KATODOWE i ich charakterystyka?

Możesz nie wiedzieć, czym są promienie katodowe, ale na pewno jesteś otoczony urządzenia, które dzięki nim działają: stare telewizory i monitory, które są obecnie zastępowane innymi technologiami, które umożliwiają produkcję płaskich i znacznie lżejszych ekranów; oscyloskopy, które pozwalają nam mierzyć wszelkiego rodzaju sygnały i które możemy znaleźć w tak wielu różnych miejscach takich jak szpitale, warsztaty mechaniczne czy studia nagraniowe… W tej lekcji od PROFESORA wyjaśniamy czym są promienie katodowe i ich charakterystyka?, jakie mają właściwości i jakie są ich główne zastosowania.

Indeks

1. Co to są promienie katodowe - łatwa definicja
2. Odkrycie promieni katodowych
3. Jakie są właściwości promieni katodowych?
4. Gdzie są używane promienie katodowe? Najważniejsze aplikacje

Promienie katodowe to prądy elektronów Są emitowane przez katodę (elektrodę ujemną) w lampie próżniowej.

ZA rura próżniowa Jest to rura zamknięta zaworami, z której usunięto prawie cały zawarty w niej gaz, tworząc w ten sposób przestrzeń

Różnica potencjałów powoduje, że wyjście elektrony(cząstki elementarne ujemnie naładowany) z katody (elektrody ujemnej), aby wytworzyć skierowany prąd w kierunku anody (elektroda dodatnia). Ten wytworzony w ten sposób strumień elektronów staje się widoczny w postaci a bladozielony blask, który wychodzi z katody i jest skierowany w stronę anody.

Obraz: 100cia.site

Promienie katodowe zostały odkryte dzięki eksperymentom przeprowadzonym przez William Crookes. Ten XIX-wieczny brytyjski naukowiec opracował lampy próżniowe o różnych konstrukcjach, do których wbudowano elektrody.

eksperymenty przeprowadzone przez Crookes doprowadziły do ​​odkrycia promieni katodowych, które pozwoliły wydedukować ich główne właściwości, a później odkrycie elektronów. Poza tym rura oszuści stał się instrumentem naukowo-badawczym, który do dziś jest obecny w wielu laboratoriach naukowo-badawczych.

Badania z użyciem promieni katodowych przy użyciu tego typu lampy pozwalają na określenie następujących cech tego strumienia elektronów:

• Promienie katodowe podróżują w linii prostej straight, podobnie jak światło; przy braku pól elektrycznych lub magnetycznych.
• Oni są zatrzymany przez fizyczne bariery wystarczająco gruba (jak kilkumilimetrowa metalowa płyta) i rzuca cienie w taki sam sposób, jak światło, gdy uderza w nieprzezroczyste materiały.
• prędkość elektronu promieni katodowych wzrasta. I zwiększając próżnia w kineskopie. Im większa próżnia, tym większa intensywność generowanych promieni katodowych. Dzieje się tak, ponieważ obecność atomów w wysokich stężeniach uniemożliwia krążenie elektronów, a tym samym emisję promieni katodowych. Im jest starszy potencjalna różnica między dwiema elektrodami lampy elektronopromieniowej.
• Promienie katodowe (prądy ujemnie naładowanych elektronów) odchylają się pod wpływem pola magnetycznego lub pola elektrycznego. Jest to właściwość, która nie występuje w przypadku światła.
• Promienie katodowe uwolnić energię w postaci ciepła, ponieważ przekształcają swoją energię kinetyczną (energię związaną z ruchem) w energię cieplną (ciepło).
• Promienie katodowe są zdolny do spowodowania niektórychreakcje chemiczne podobne do tych powodowanych przez światło, np. drukowanie na kliszy fotograficznej.
• Promienie katodowe jonizują gazy które są zawarte w małych ilościach w pustej tubie.

Fluorescencja

Inną cechą najważniejszych promieni katodowych jest to, że powodują zjawiska fluorescencja w niektórych materiałach, takich jak szkło lub siarczek cynku.

Fluorescencja to zdolność niektórych materiałów do emitowania światła. Zjawisko to występuje, gdy elektrony promieni katodowych zderzają się z materiałem i przekazują swoją energię kinetyczną jego atomom.

Ta energia pochłonięta przez atomy generuje wzbudzenie ich elektronów, które przeskakują na wyższe poziomy energetyczne. Wzbudzone elektrony szybko wracają do swojej pozycji wyjściowej na niższym poziomie energii. Energia uwolniona podczas skoku z powrotem do początkowego stanu energetycznego ma widoczną długość fali (fluorescencję).

Obraz: Udostępnianie slajdów

Promienie katodowe zostały odkryte dzięki eksperymentom przeprowadzonym przez Williama Crookesa. Ten XIX-wieczny brytyjski naukowiec opracował lampy próżniowe o różnych konstrukcjach, do których wbudowano elektrody. Eksperymenty przeprowadzone przez Crookesa doprowadziły do ​​odkrycia promieni katodowych i pozwoliły wydedukować ich główne właściwości. Ponadto rurka Crookesa stała się instrumentem naukowo-badawczym, który do dziś jest obecny w wielu laboratoriach naukowych.

Technologia CTR (Catodic Tube Rays)

Dzisiejsza technologia lampy elektronopromieniowej (CTR) opiera się na rura próżniowa zaprojektowany przez Crookesa, ale zawiera kilka elementów, które pozwalają na jego wykorzystanie w różnych aplikacjach.

Charakterystyka obecnych lamp katodowych

Obecnie CTR to lampy próżniowe, które zawierają trzy podstawowe elementy:

• Włączenie pól magnetycznych które pozwalają na odchylenie kierunku promieni katodowych umożliwiając ich manipulację. Włączenie pól magnetycznych do zmiany kierunku przepływu elektronów jest wynikiem badań przeprowadzonych przez J.Thomsona z lampą próżniową Crookesa.
• Powłoki rur z materiałem fluorescencyjnym co powoduje znacznie intensywniejszą reakcję świetlną, ponieważ dzięki zjawisku fluorescencji znaczna część niewidocznych promieni katodowych zostaje przekształcona w światło. Ta powłoka jest wynikiem eksperymentów F. Brauna, który eksperymentował z rurkami W. Crookesa nad zjawiskiem fluorescencji.
• Włączenie gorących katod. Rurka Crookesa nie jest zależna od temperatury podczas jej działania. Jednak obserwacja T. Edisona, że ​​ciepło powoduje emisję jonów w niektórych materiałach, została zastosowana do lamp próżniowych. Wprowadzono tak zwane gorące katody, które były zdolne do emitowania jonów po podgrzaniu. W ten sposób działanie lampy próżniowej przestaje zależeć od obecności w niej resztek powietrza.

Główne zastosowania

• Pomiar prędkości i masy elektronów: Właściwości te można zmierzyć w CTR, który zawiera pole elektryczne i pole magnetyczne, które wzajemnie się znoszą i umożliwiają pomiar prędkości elektronów i ich masy.
• Oscyloskop: To urządzenie składa się z CTR, który zawiera zmienne pole magnetyczne, które powoduje poziomy skan promieni katodowych na ekranie projekcyjnym na końcu tuby. Gdy to urządzenie jest podłączone do przyrządu, który mierzy dowolny parametr fizyczny i jest w stanie: przełożyć go na sygnały elektryczne, które są odtwarzane na oscyloskopie jako pionowe drgania wiązka światła. Jest to jeden z najbardziej wszechstronnych przyrządów pomiarowych, jakie istnieją i jest używany w wielu pomiarach, takich jak: tętno, ciśnienie, poziomy dźwięku, wibracje itp.
• Ekrany i monitory telewizyjne: Obecnie technologia CTR zanika na rzecz bardziej zaawansowanych, takich jak płaskie wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD) czy diod elektroluminescencyjnych (LED), które pozwalają drastycznie zmniejszyć rozmiar i wagę ekranów, a także mają dłuższą żywotność. Jednak ta technologia była stosowana w ekranach i monitorach telewizyjnych jeszcze kilka lat temu od lat 50. ubiegłego wieku.

Jeśli chcesz przeczytać więcej artykułów podobnych do Czym są promienie katodowe i ich charakterystyka, zalecamy wpisanie naszej kategorii Atom.

Stevena Weinberga (1985).Cząstki elementarne. Barcelona: Scientific Press SA