Čo sú KATODICKÉ LIŠTY a ich vlastnosti

Možno neviete, čo sú to katódové lúče, ale určite ste obklopení zariadenia, ktoré vďaka nim fungujú: staré televízory a monitory, ktoré sú v súčasnosti nahradené inými technológiami, ktoré umožňujú výrobu plochých obrazoviek a oveľa ľahších; osciloskopy, ktoré nám umožňujú merať signály všetkých druhov a ktoré nájdeme na toľkých rôznych miestach ako sú nemocnice, mechanické dielne alebo nahrávacie štúdiá... V tejto lekcii od PROFESORA vás vysvetľujeme čo sú katódové lúče a ich charakteristiky, aké majú vlastnosti a aké sú ich hlavné aplikácie.

Register

1. Čo sú katódové lúče - ľahké definovanie
2. Objav katódových lúčov
3. Aké sú vlastnosti katódových lúčov?
4. Kde sa používajú katódové lúče? Najdôležitejšie aplikácie

Katódové lúče sú prúdy elektrónov Sú emitované katódou (záporná elektróda) ​​vo vákuovej trubici.

A vákuová trubica Je to trubica uzavretá ventilmi, z ktorých sa vyťažil takmer všetok plyn, ktorý obsahovala, čím sa vytvoril priestor

Rozdiel potenciálov spôsobuje produkciu elektróny(subatomárne častice záporne nabitý) z katódy (záporná elektróda), aby vytvoril prúd, ktorý je smerovaný smerom k anóde (kladná elektróda). Tento prúd takto generovaných elektrónov sa stáva viditeľným vo forme a bledozelená žiara, ktorý pochádza z katódy a smeruje k anóde.

Obrázok: 100cia.site

Katódové lúče boli objavené vďaka experimentom uskutočneným William Crookes. Tento britský vedec z 19. storočia navrhol elektrónky rôznych prevedení, do ktorých boli zabudované elektródy.

The experimenty, ktoré uskutočnil Crookes viedlo k objavu katódových lúčov umožňujúcich odvodiť ich hlavné vlastnosti a neskôr v objav elektrónov. Okrem toho crookesova trubica stal sa nástrojom vedeckého výskumu, ktorý je dodnes v mnohých vedecko-výskumných laboratóriách.

Štúdie katódového žiarenia používajúce tento typ svetelnej trubice umožňujú definovať nasledujúce charakteristiky tohto elektrónového prúdu:

• Katódové lúče cestujú priamočiaro, rovnako ako svetlo; pri absencii elektrických alebo magnetických polí.
• Oni sú zastavené fyzickými bariérami dostatočne hrubé (ako kovová platňa niekoľkých milimetrov) a vrhať tiene rovnakým spôsobom, ako to robí svetlo pri dopade na nepriehľadné materiály.
• The rýchlosť elektrónov katódových lúčov sa zvyšuje. A zvyšovaním vákuum v katódovej trubici. Čím väčšie je vákuum, tým vyššia je intenzita generovaných katódových lúčov. Je to tak preto, lebo prítomnosť atómov vo vysokých koncentráciách zabraňuje cirkulácii elektrónov, a tým aj emisii katódových lúčov. Čím je staršia potenciálny rozdiel medzi dvoma elektródami katódovej trubice.
• Katódové lúče (prúdy záporne nabitých elektrónov) odkláňajú sa, keď sú vystavené magnetickému poľu alebo elektrickému poľu. Toto je vlastnosť, ktorá sa v prípade svetla nevyskytuje.
• Katódové lúče uvoľňovať energiu vo forme tepla, pretože transformujú svoju kinetickú energiu (energiu spojenú s pohybom) na tepelnú energiu (teplo).
• Katódové lúče sú schopný spôsobiť nejakéchemické reakcie podobné tým, ktoré sú spôsobené svetlom, napríklad tlačou na fotografický štítok.
• Katódové lúče ionizované plyny ktoré sú obsiahnuté v malom množstve v prázdnej trubici.

Fluorescencia

Ďalšou charakteristikou najdôležitejších katódových lúčov je to, že spôsobujú javy fluorescencia v určitých materiáloch, ako je sklo alebo sulfid zinočnatý.

Fluorescencia je schopnosť niektorých materiálov vyžarovať svetlo. Tento jav nastáva, keď elektróny katódových lúčov kolidujú s materiálom a prenášajú svoju kinetickú energiu na jeho atómy.

Táto energia absorbovaná atómami generuje excitáciu ich elektrónov, ktoré preskočia na vyššiu hladinu energie. Vybudené elektróny sa rýchlo vracajú do svojej pôvodnej polohy na nižšej energetickej úrovni. Energia uvoľnená pri skoku späť do počiatočného energetického stavu má viditeľnú vlnovú dĺžku (fluorescencia).

Obrázok: Prezentácia

Katódové lúče boli objavené vďaka experimentom, ktoré uskutočnil William Crookes. Tento britský vedec z 19. storočia navrhol elektrónky rôznych prevedení, do ktorých boli zabudované elektródy. Pokusy, ktoré uskutočnil Crookes, viedli k objaveniu katódových lúčov a umožnili odvodiť ich hlavné vlastnosti. Okrem toho sa trubica Crookes stala nástrojom vedeckého výskumu, ktorý je dodnes v mnohých vedecko-výskumných laboratóriách.

Technológia CTR (Catodic Tube Rays)

Dnešná technológia katódových trubíc (CTR) je založená na vákuová trubica navrhol Crookes, ale obsahuje niektoré prvky, ktoré umožňujú jeho použitie v rôznych aplikáciách.

Charakteristika súčasných katódových trubíc

V súčasnosti sú CTR vákuové trubice, ktoré obsahujú tri základné prvky:

• Začlenenie magnetických polí ktoré umožňujú odchýliť sa smerom od katódových lúčov, čo umožňuje ich manipuláciu. Začlenenie magnetických polí na odvádzanie toku elektrónov je dôsledkom výskumov, ktoré uskutočnil J.Thomson pomocou Crookesovej vákuovej trubice.
• Plášte rúrok fluorescenčným materiálom ktorý produkuje oveľa intenzívnejšiu odozvu svetla, pretože vďaka fenoménu fluorescencie sa dôležitá časť katódových lúčov, ktoré nie sú viditeľné, transformuje na svetlo. Tento povlak je výsledkom experimentov F. Brauna, ktorý experimentoval s elektrónkami W. Crookesa na javoch fluorescencie.
• Začlenenie horúcich katód. Rúrka Crookes nie je závislá od teploty pre svoju činnosť. Pozorovanie T. Edisona, že teplo spôsobuje emisiu iónov v niektorých materiáloch, sa však uplatnilo na vákuové trubice. Začlenili sa takzvané horúce katódy, ktoré boli schopné zahrievať emitovať ióny. Týmto spôsobom prestane činnosť vákuovej trubice závisieť od prítomnosti zvyškového vzduchu v nej.

Hlavné aplikácie

• Zmerajte rýchlosť a hmotnosť elektrónov: Tieto vlastnosti je možné merať v CTR, ktorá obsahuje elektrické a magnetické pole, ktoré sa navzájom rušia a umožňujú meranie rýchlosti elektrónov a ich hmotnosti.
• Osciloskop: Toto zariadenie pozostáva z CTR, ktoré obsahuje premenné magnetické pole, ktoré spôsobuje horizontálne skenovanie katódových lúčov, na projekčné plátno na konci trubice. Keď je tento prístroj pripojený k prístroju, ktorý meria akékoľvek fyzické parametre a je schopný preložiť do elektrických signálov, tieto sa reprodukujú na osciloskope ako vertikálne oscilácie lúč svetla. Je to jeden z najuniverzálnejších meracích prístrojov, ktorý existuje, a používa sa pri mnohých meraniach, ako sú: srdcová frekvencia, tlak, hladina zvuku, vibrácie atď.
• Televízne obrazovky a monitory: Technológia CTR v súčasnosti mizne v prospech pokročilejších, ako sú napríklad ploché displeje z tekutých kryštálov (LCD) alebo vyžarovacích diód (LED), ktoré okrem dlhšej životnosti umožňujú drasticky znížiť veľkosť a hmotnosť obrazoviek. Táto technológia sa však používala na televíznych obrazovkách a monitoroch až pred niekoľkými rokmi, z 50. rokov minulého storočia.

Ak si chcete prečítať viac podobných článkov Čo sú to katódové lúče a ich vlastnosti, odporúčame vám vstúpiť do našej kategórie Atóm.

Steven Weinberg (1985).Subatomárne častice. Barcelona: Scientific Press S.A