CATHODIC RAYS คืออะไรและมีลักษณะอย่างไร

คุณอาจไม่รู้ว่ารังสีแคโทดคืออะไร แต่แน่นอนว่าคุณถูกห้อมล้อมด้วย อุปกรณ์ที่ทำงานต้องขอบคุณพวกเขา thanks: โทรทัศน์และจอมอนิเตอร์รุ่นเก่าที่กำลังถูกแทนที่ด้วยเทคโนโลยีอื่นที่ทำให้สามารถผลิตจอแบนและเบากว่าได้มาก ออสซิลโลสโคปที่ช่วยให้เราสามารถวัดสัญญาณได้ทุกชนิดและหาได้จากที่ต่างๆ มากมาย เช่น โรงพยาบาล โรงกล หรือสตูดิโอบันทึกเสียง... ในบทเรียนนี้จากอาจารย์ท่าน เราอธิบาย รังสีแคโทดคืออะไรและมีลักษณะอย่างไรมีคุณสมบัติอะไรบ้างและการใช้งานหลักคืออะไร

ดัชนี

1. รังสีแคโทดคืออะไร - คำจำกัดความง่าย
2. การค้นพบรังสีแคโทด
3. รังสีแคโทดมีลักษณะอย่างไร?
4. รังสีแคโทดใช้ที่ไหน? แอพพลิเคชั่นที่สำคัญที่สุด

รังสีแคโทดเป็นกระแสของอิเล็กตรอน พวกมันถูกปล่อยออกมาโดยแคโทด (อิเล็กโทรดลบ) ในหลอดสุญญากาศ

อา หลอดสูญญากาศ เป็นท่อที่ปิดด้วยวาล์วซึ่งก๊าซเกือบทั้งหมดที่มีอยู่ในนั้นถูกสกัดออกมา ทำให้เกิดช่องว่าง แทบไม่มีอะตอม อิเล็กโทรดเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแรงสูงภายนอกที่สร้างความแตกต่างระหว่างอิเล็กโทรดสองขั้วในหลอด

ความต่างศักย์ทำให้เกิดผลลัพธ์ของ อิเล็กตรอน

รูปภาพ: 100cia.site

รังสีแคโทดถูกค้นพบด้วยการทดลองโดย วิลเลียม ครูกส์. นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษในคริสต์ศตวรรษที่ 19 ได้คิดค้นหลอดสุญญากาศที่มีการออกแบบที่แตกต่างกันซึ่งมีการรวมอิเล็กโทรดเข้าไว้ด้วยกัน

การทดลองดำเนินการโดย Crookes นำไปสู่การค้นพบรังสีแคโทดทำให้สามารถอนุมานคุณสมบัติหลักได้ และต่อมาใน การค้นพบอิเล็กตรอน. นอกจาก ท่อคด มันกลายเป็นเครื่องมือวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่ยังคงมีอยู่ในห้องปฏิบัติการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หลายแห่งในปัจจุบัน

การศึกษารังสีแคโทดโดยใช้หลอดไฟประเภทนี้ทำให้สามารถกำหนดคุณลักษณะต่อไปนี้ของกระแสอิเล็กตรอนได้:

• รังสีแคโทด พวกเขาเดินทางเป็นเส้นตรงเหมือนกับแสง ในกรณีที่ไม่มีสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก
• พวกเขาเป็น หยุดโดยอุปสรรคทางกายภาพ หนาพอ (เช่น แผ่นโลหะสองสามมิลลิเมตร) และให้เงาในลักษณะเดียวกับที่แสงส่องกระทบกับวัสดุทึบแสง
• ความเร็วอิเล็กตรอน ของรังสีแคโทดเพิ่มขึ้น และโดยเพิ่มขึ้น สูญญากาศ ในหลอดรังสีแคโทด ยิ่งสุญญากาศมากเท่าใด ความเข้มของรังสีแคโทดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ทั้งนี้เนื่องจากการมีอยู่ของอะตอมในระดับความเข้มข้นสูงจะขัดขวางการไหลเวียนของอิเล็กตรอน และด้วยเหตุนี้ การปล่อยรังสีแคโทด ยิ่งแก่ ความต่างศักย์ ระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองของหลอดรังสีแคโทด
• รังสีแคโทด (กระแสของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ) พวกมันเบี่ยงเมื่ออยู่ภายใต้สนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้า ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ไม่เกิดขึ้นในกรณีของแสง
• รังสีแคโทด ปล่อยพลังงานในรูปของความร้อนเนื่องจากพวกมันเปลี่ยนพลังงานจลน์ (พลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหว) เป็นพลังงานความร้อน (ความร้อน)
• รังสีแคโทดคือ ทำให้เกิดบางอย่างได้ปฏิกริยาเคมี คล้ายกับที่เกิดจากแสง เช่น การพิมพ์บนจานภาพถ่าย
• รังสีแคโทด ก๊าซไอออไนซ์ ซึ่งบรรจุอยู่ในหลอดเปล่าในปริมาณเล็กน้อย

เรืองแสง

ลักษณะของรังสีแคโทดที่สำคัญที่สุดอีกประการหนึ่งคือทำให้เกิดปรากฏการณ์ของ เรืองแสง ในวัสดุบางชนิด เช่น แก้วหรือซิงค์ซัลไฟด์

การเรืองแสงเป็นความสามารถของวัสดุบางชนิดในการเปล่งแสง ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนของรังสีแคโทดชนกับวัสดุและส่งพลังงานจลน์ไปยังอะตอม

พลังงานนี้ดูดซับโดยอะตอมทำให้เกิดการกระตุ้นของอิเล็กตรอน ซึ่งจะกระโดดไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น อิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นจะกลับสู่ตำแหน่งเริ่มต้นอย่างรวดเร็วที่ระดับพลังงานที่ต่ำกว่า พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการกระโดดกลับสู่สถานะพลังงานเริ่มต้นมีความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ (เรืองแสง)

ภาพ: Slideshare

รังสีแคโทดถูกค้นพบโดยการทดลองของ William Crookes นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษในคริสต์ศตวรรษที่ 19 ได้คิดค้นหลอดสุญญากาศที่มีการออกแบบที่แตกต่างกันซึ่งมีการรวมอิเล็กโทรดเข้าไว้ด้วยกัน การทดลองที่ดำเนินการโดย Crookes นำไปสู่การค้นพบรังสีแคโทดและอนุญาตให้สรุปคุณสมบัติหลักของพวกมันได้ นอกจากนี้ หลอด Crookes ได้กลายเป็นเครื่องมือวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่ยังคงมีอยู่ในห้องปฏิบัติการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หลายแห่งในปัจจุบัน

เทคโนโลยี CTR (Catodic Tube Rays)

เทคโนโลยีหลอดรังสีแคโทด (CTR) ในปัจจุบันมีพื้นฐานมาจาก หลอดสูญญากาศ ออกแบบโดย Crookes แต่ได้รวมองค์ประกอบบางอย่างที่อนุญาตให้ใช้ในแอพพลิเคชั่นต่างๆ

ลักษณะของหลอดรังสีแคโทดในปัจจุบัน

ปัจจุบัน CTR เป็นหลอดสุญญากาศที่มีองค์ประกอบพื้นฐานสามประการ:

• การรวมตัวของสนามแม่เหล็ก ที่อนุญาตให้เบี่ยงเบนทิศทางของรังสีแคโทดทำให้สามารถจัดการได้ การรวมตัวของสนามแม่เหล็กเพื่อเบี่ยงเบนการไหลของอิเล็กตรอนนั้นเกิดจากการสืบสวนของ J.Thomson กับหลอดสุญญากาศ Crookes
• การเคลือบท่อด้วยวัสดุเรืองแสง ซึ่งให้การตอบสนองของแสงที่เข้มข้นกว่ามาก เนื่องจากปรากฏการณ์การเรืองแสงซึ่งเป็นส่วนสำคัญของรังสีแคโทดที่ไม่สามารถมองเห็นได้จึงถูกเปลี่ยนเป็นแสง สารเคลือบนี้เกิดจากการทดลองของ F. Braun ผู้ทดลองกับหลอดของ W. Crookes ปรากฏการณ์ของการเรืองแสง
• การรวมตัวของแคโทดร้อน. ท่อ Crookes ไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการใช้งาน อย่างไรก็ตาม การสังเกตของ T. Edison ที่ว่าความร้อนทำให้เกิดการปล่อยไอออนในวัสดุบางชนิดถูกนำไปใช้กับหลอดสุญญากาศ แคโทดร้อนที่เรียกว่าถูกรวมเข้าด้วยกันซึ่งสามารถปล่อยไอออนเมื่อถูกความร้อน ด้วยวิธีนี้ การทำงานของหลอดสุญญากาศจะหยุดขึ้นอยู่กับการมีอากาศตกค้างอยู่ภายใน

แอปพลิเคชั่นหลัก

• การวัดความเร็วและมวลของอิเล็กตรอน: คุณสมบัติเหล่านี้สามารถวัดได้ใน CTR ที่รวมสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่หักล้างซึ่งกันและกัน และยอมให้วัดความเร็วของอิเล็กตรอนและมวลของอิเล็กตรอนได้
• ออสซิลโลสโคป: อุปกรณ์นี้ประกอบด้วย CTR ที่รวมเอาสนามแม่เหล็กแปรผันที่ทำให้เกิดการสแกนในแนวนอนของรังสีแคโทดบนหน้าจอฉายภาพที่ปลายท่อ เมื่ออุปกรณ์นี้เชื่อมต่อกับเครื่องมือที่วัดพารามิเตอร์ทางกายภาพใด ๆ และมีความสามารถ แปลเป็นสัญญาณไฟฟ้า สิ่งเหล่านี้จะทำซ้ำบนออสซิลโลสโคปเป็นการแกว่งในแนวตั้งของ ลำแสง เป็นหนึ่งในเครื่องมือวัดที่หลากหลายที่สุดที่มีอยู่และใช้ในการวัดหลายอย่าง เช่น อัตราการเต้นของหัวใจ ความดัน ระดับเสียง การสั่นสะเทือน ฯลฯ
• หน้าจอโทรทัศน์และจอภาพ: ปัจจุบันเทคโนโลยี CTR กำลังหายไปเพื่อสนับสนุนเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น จอแบนคริสตัลเหลว (LCD) หรือ ของไดโอดเปล่งแสง (LED) ซึ่งช่วยให้ขนาดและน้ำหนักของหน้าจอลดลงอย่างมาก อีกทั้งยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ถูกใช้ในหน้าจอทีวีและจอภาพจนกระทั่งเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาจากช่วงทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ผ่านมา

หากคุณต้องการอ่านบทความเพิ่มเติมที่คล้ายกับ รังสีแคโทดคืออะไรและมีลักษณะอย่างไรเราขอแนะนำให้คุณป้อนหมวดหมู่ของเรา อะตอม.

สตีเวน ไวน์เบิร์ก (1985)อนุภาค. บาร์เซโลนา: Scientific Press S.A