KATODİK IŞINLARI nedir ve özellikleri

Katot ışınlarının ne olduğunu bilmiyor olabilirsiniz, ama kesinlikle etrafınız onlar sayesinde çalışan cihazlar: şu anda düz ekranların üretilmesine izin veren ve çok daha hafif olan diğer teknolojilerle değiştirilmekte olan eski televizyonlar ve monitörler; her türlü sinyali ölçmemizi sağlayan ve pek çok farklı yerde bulabileceğimiz osiloskoplar hastaneler, mekanik atölyeler veya kayıt stüdyoları gibi... Bu derste bir PROFESÖR açıklıyoruz katot ışınları nedir ve özellikleri, sahip oldukları özellikleri ve ana uygulamaları nelerdir.

dizin

1. Katot Işınları Nedir - Kolay Tanımlama
2. Katot ışınlarının keşfi
3. Katot ışınlarının özellikleri nelerdir?
4. Katot ışınları nerelerde kullanılır? En önemli uygulamalar

Katot ışınları elektronların akımlarıdır. Bir vakum tüpünde katot (negatif elektrot) tarafından yayılırlar.

bir vakum tüpü İçerdiği gazın neredeyse tamamının çekildiği, böylece boşluk yaratan valflerle kapatılmış bir tüptür.

Potansiyel fark, çıktıya neden olur elektronlar(atomaltı parçacıklar yönlendirilen bir akım oluşturmak için katottan (negatif elektrot) negatif yüklü) anoda doğru (pozitif elektrot). Bu şekilde üretilen elektron akışı, bir formda görünür hale gelir. soluk yeşil parıltıkatottan kaynaklanır ve anoda doğru yönlendirilir.

Resim: 100cia.site

tarafından yapılan deneyler sayesinde katot ışınları keşfedilmiştir. William Crookes. Bu 19. yüzyıl İngiliz bilim adamı, elektrotların dahil edildiği farklı tasarımlarda vakum tüpleri tasarladı.

Crookes tarafından yürütülen deneyler ana özelliklerini çıkarsamaya izin verilen katot ışınlarının keşfedilmesine yol açtı ve daha sonra elektron keşfi. yanında dolandırıcı tüp bugün hala birçok bilimsel araştırma laboratuvarında bulunan bilimsel bir araştırma aracı haline geldi.

Bu tür bir ışık tüpünü kullanan katot ışını çalışmaları, bu elektron akışının aşağıdaki özelliklerinin tanımlanmasına izin verir:

• katot ışınları düz bir çizgide seyahat ederler, tıpkı ışık gibi; elektrik veya manyetik alanların yokluğunda.
• Onlar fiziksel engellerle durduruldu yeterince kalın (birkaç milimetre metal plaka gibi) ve ışığın opak malzemelere çarptığında yaptığı gibi gölgeler oluşturur.
• elektron hızı katot ışınları artar. Ve artırarak vakum katot ışın tüpünde. Vakum ne kadar büyük olursa, üretilen katot ışınlarının yoğunluğu o kadar büyük olur. Bunun nedeni, yüksek konsantrasyonlarda atomların varlığının elektronların dolaşımını ve dolayısıyla katot ışınlarının emisyonunu engellemesidir. daha yaşlı potansiyel fark katot ışın tüpünün iki elektrotu arasında.
• Katot ışınları (negatif yüklü elektronların akımları) bir manyetik alana veya bir elektrik alanına maruz kaldıklarında yön değiştirirler. Bu, ışık durumunda oluşmayan bir özelliktir.
• katot ışınları enerjiyi ısı şeklinde serbest bırakmakkinetik enerjilerini (hareketle ilişkili enerjiyi) termal enerjiye (ısı) dönüştürdükleri için.
• Katot ışınları bazılarına neden olabilecekkimyasal reaksiyonlar fotoğraf plakasına baskı yapmak gibi ışığın neden olduğu durumlara benzer.
• katot ışınları gazları iyonize etmek boş tüpte küçük miktarlarda bulunurlar.

floresan

En önemli katot ışınlarının bir başka özelliği de, olaylara neden olmalarıdır. floresan cam veya çinko sülfür gibi belirli malzemelerde.

Floresans, bazı malzemelerin ışık yayma yeteneğidir. Bu fenomen, katot ışınlarının elektronları malzeme ile çarpıştığında ve kinetik enerjilerini atomlarına ilettiğinde meydana gelir.

Atomlar tarafından emilen bu enerji, daha yüksek enerji seviyelerine atlayan elektronlarının uyarılmasını üretir. Uyarılmış elektronlar daha düşük bir enerji seviyesinde hızla başlangıç ​​konumlarına dönerler. İlk enerji durumuna geri atlamada salınan enerji, görünür bir dalga boyuna (floresan) sahiptir.

Resim: Slayt paylaşımı

William Crookes tarafından yapılan deneyler sayesinde katot ışınları keşfedildi. Bu 19. yüzyıl İngiliz bilim adamı, elektrotların dahil edildiği farklı tasarımlarda vakum tüpleri tasarladı. Crookes tarafından gerçekleştirilen deneyler, katot ışınlarının keşfine yol açtı ve temel özelliklerinin anlaşılmasına izin verdi. Ayrıca Crookes tüpü, günümüzde birçok bilimsel araştırma laboratuvarında halen mevcut olan bir bilimsel araştırma aracı haline geldi.

CTR (Katodik Tüp Işınları) teknolojisi

Günümüzün katot ışın tüpü (CTR) teknolojisi, vakum tüpü Crookes tarafından tasarlanmıştır, ancak çeşitli uygulamalarda kullanılmasına izin veren bazı unsurlar içermektedir.

Mevcut katot ışın tüplerinin özellikleri

Şu anda TO'lar, üç temel öğeyi içeren vakum tüpleridir:

• Manyetik alanların dahil edilmesi Bu, katot ışınlarının yönünü saptırarak manipülasyonlarına izin verir. Elektron akışını yönlendirmek için manyetik alanların dahil edilmesi, J.Thomson tarafından Crookes vakum tüpü ile yürütülen araştırmalardan kaynaklanmaktadır.
• Floresan malzeme ile tüp kaplamaları çok daha yoğun bir ışık tepkisi üretir çünkü floresan fenomeni sayesinde gözle görülmeyen katot ışınlarının önemli bir kısmı ışığa dönüşür. Bu kaplama, W. Crookes tüpleriyle floresan fenomenini deneyen F. Braun'un deneylerinden kaynaklanmaktadır.
• Sıcak katotların dahil edilmesi. Crookes tüpü, çalışması için sıcaklığa bağlı değildir. Bununla birlikte, T. Edison'un ısının bazı malzemelerde iyon emisyonuna neden olduğu gözlemi vakum tüplerine uygulandı. Isıtıldığında iyon yayabilen sözde sıcak katotlar dahil edildi. Bu şekilde, vakum tüpünün çalışması, içinde kalan havanın varlığına bağlı olmaktan çıkar.

Ana uygulamalar

• Elektronların hızını ve kütlesini ölçün: Bu özellikler, birbirini iptal eden ve elektronların hızının ve kütlelerinin ölçülmesine izin veren bir elektrik ve manyetik alanı içeren bir CTR'de ölçülebilir.
• osiloskop: Bu cihaz, tüpün sonundaki projeksiyon ekranında katot ışınlarının yatay olarak taranmasına neden olan değişken bir manyetik alan içeren bir CTR'den oluşur. Bu cihaz, herhangi bir fiziksel parametreyi ölçen ve elektrik sinyallerine dönüştürün, bunlar osiloskopta dikey salınımlar olarak yeniden üretilir. ışık demeti. Mevcut olan ve kalp atış hızı, basınç, ses seviyeleri, titreşim vb. gibi çok sayıda ölçümde kullanılan en çok yönlü ölçüm cihazlarından biridir.
• Televizyon ekranları ve monitörler: Şu anda TO teknolojisi, sıvı kristal düz ekranlar (LCD) veya Daha uzun bir kullanım ömrüne sahip olmanın yanı sıra ekranların boyutunu ve ağırlığını önemli ölçüde azaltan yayan diyotların (LED'ler) sayısı. Ancak bu teknoloji geçtiğimiz yüzyılın 50'li yıllarından birkaç yıl öncesine kadar TV ekranlarında ve monitörlerde kullanılıyordu.

Buna benzer daha fazla makale okumak istiyorsanız Katot ışınları nedir ve özellikleri, kategorimize girmenizi tavsiye ederiz. Atom.

Steven Weinberg (1985).Atomaltı parçacıklar. Barselona: Scientific Press S.A