Что такое КАТОДНЫЕ ЛУЧИ и их характеристики

Вы можете не знать, что такое катодные лучи, но наверняка вас окружают устройства, которые работают благодаря им: старые телевизоры и мониторы, которые в настоящее время заменяются другими технологиями, позволяющими производить плоские экраны и намного более легкие; осциллографы, которые позволяют нам измерять сигналы всех видов и которые мы можем найти во многих разных местах таких как больницы, механические мастерские или студии звукозаписи... На этом уроке от ПРОФЕССОРА вы мы объясняем что такое катодные лучи и их характеристики, какими свойствами они обладают и каково их основное применение.

Индекс

1. Что такое катодные лучи - простое определение
2. Открытие катодных лучей
3. Каковы характеристики катодных лучей?
4. Где используются катодные лучи? Самые важные приложения

Катодные лучи - это токи электронов Они испускаются катодом (отрицательным электродом) в вакуумной трубке.

А вакуумная труба

Разность потенциалов вызывает выход электроны(субатомные частицы отрицательно заряжен) от катода (отрицательного электрода), чтобы создать ток, который направлен к аноду (положительный электрод). Этот поток электронов, образованный таким образом, становится видимым в виде бледно-зеленое свечение, который исходит от катода и направлен к аноду.

Изображение: 100cia.site

Катодные лучи были открыты благодаря экспериментам, проведенным Уильям Крукс. Этот британский ученый 19 века изобрел электронные лампы различной конструкции, в которые были встроены электроды.

В эксперименты, проведенные Круксом привело к открытию катодных лучей, позволившим установить их основные свойства, а затем и в открытие электронов. Кроме трубка Crookes он стал инструментом научных исследований, который до сих пор присутствует во многих научно-исследовательских лабораториях.

Электронно-лучевые исследования с использованием этого типа световой трубки позволяют определить следующие характеристики этого электронного потока:

• Катодные лучи они едут по прямой, как свет; в отсутствие электрических или магнитных полей.
• Они есть остановлен физическими преградами достаточно толстые (например, металлическая пластина в несколько миллиметров) и отбрасывают тени так же, как свет при попадании на непрозрачные материалы.
• В скорость электронов катодных лучей увеличивается. И за счет увеличения вакуум в электронно-лучевой трубке. Чем больше вакуум, тем выше интенсивность генерируемых катодных лучей. Это связано с тем, что присутствие атомов в высоких концентрациях препятствует циркуляции электронов и, следовательно, испусканию катодных лучей. Чем старше это разность потенциалов между двумя электродами электронно-лучевой трубки.
• Катодные лучи (токи отрицательно заряженных электронов) они отклоняются, когда на них действует магнитное или электрическое поле. Это свойство, которого нет в случае со светом.
• Катодные лучи выделять энергию в виде тепла, поскольку они преобразуют свою кинетическую энергию (энергию, связанную с движением) в тепловую энергию (тепло).
• Катодные лучи способный вызвать некоторыехимические реакции подобные тем, которые вызваны светом, например, печать на фотопластинке.
• Катодные лучи ионизировать газы которые содержатся в небольших количествах в пустой трубке.

Флуоресценция

Другой характеристикой наиболее важных катодных лучей является то, что они вызывают явления флуоресценция в определенных материалах, таких как стекло или сульфид цинка.

Флуоресценция - это способность некоторых материалов излучать свет. Это явление происходит, когда электроны катодных лучей сталкиваются с материалом и передают свою кинетическую энергию его атомам.

Эта энергия, поглощаемая атомами, вызывает возбуждение их электронов, которые переходят на более высокие энергетические уровни. Возбужденные электроны быстро возвращаются в исходное положение на более низком уровне энергии. Энергия, выделяющаяся при скачке обратно в исходное энергетическое состояние, имеет видимую длину волны (флуоресценция).

Изображение: Slideshare

Катодные лучи были открыты благодаря экспериментам, проведенным Уильямом Круксом. Этот британский ученый 19 века изобрел электронные лампы различной конструкции, в которые были встроены электроды. Эксперименты, проведенные Круксом, привели к открытию катодных лучей и позволили установить их основные свойства. Кроме того, трубка Крукса стала инструментом для научных исследований, который до сих пор используется во многих научно-исследовательских лабораториях.

Технология CTR (Catodic Tube Rays)

Сегодняшняя технология электронно-лучевой трубки (CTR) основана на вакуумная труба разработан Круксом, но в него включены некоторые элементы, позволяющие использовать его в различных приложениях.

Характеристики нынешних электронно-лучевых трубок

В настоящее время CTR - это электронные лампы, которые включают в себя три основных элемента:

• Включение магнитных полей которые позволяют отклонять направление катодных лучей, позволяя манипулировать ими. Использование магнитных полей для отклонения потока электронов связано с исследованиями, проведенными Дж. Томсоном с вакуумной трубкой Крукса.
• Покрытие трубок флуоресцентным материалом который дает гораздо более интенсивный световой отклик, потому что благодаря феномену флуоресценции важная часть невидимых катодных лучей преобразуется в свет. Это покрытие связано с экспериментами Ф. Брауна, который экспериментировал с трубками У. Крукса с феноменом флуоресценции.
• Включение горячих катодов. Работа трубки Крукса не зависит от температуры. Однако наблюдение Т. Эдисона о том, что тепло вызывает излучение ионов в некоторых материалах, было применено к электронным лампам. Были включены так называемые горячие катоды, способные испускать ионы при нагревании. Таким образом, работа вакуумной трубки перестает зависеть от наличия в ней остаточного воздуха.

Основные приложения

• Измерьте скорость и массу электронов: Эти свойства могут быть измерены в CTR, который включает электрическое и магнитное поля, которые нейтрализуют друг друга и позволяют измерять скорость электронов и их массу.
• Осциллограф: Это устройство состоит из CTR, который включает в себя переменное магнитное поле, которое вызывает горизонтальное сканирование катодных лучей на проекционном экране на конце трубки. Когда это устройство подключено к прибору, который измеряет любой физический параметр и способен преобразовать его в электрические сигналы, они воспроизводятся на осциллографе как вертикальные колебания луч света. Это один из самых универсальных существующих измерительных инструментов, который используется для множества измерений, таких как: частота сердечных сокращений, давление, уровни звука, вибрация и т. Д.
• Телевизионные экраны и мониторы: В настоящее время технология CTR исчезает в пользу более продвинутых, таких как жидкокристаллические плоские дисплеи (LCD) или излучающих диодов (светодиодов), которые позволяют значительно уменьшить размер и вес экранов в дополнение к более длительному сроку службы. Однако эта технология использовалась в экранах телевизоров и мониторах еще несколько лет назад, начиная с 50-х годов прошлого века.

Если вы хотите прочитать больше статей, похожих на Что такое катодные лучи и их характеристики, рекомендуем вам войти в нашу категорию Атом.

Стивен Вайнберг (1985).Субатомные частицы. Барселона: Scientific Press S.A