Raza catodică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Diagrama tubului Crookes : A generează un curent de joasă tensiune care încălzește catodul C ; B generează în schimb un curent de înaltă tensiune care excită anodul P acoperit cu un strat de fosfor; masca M este conectată la potențialul catodic și imaginea sa este vizibilă ca o zonă ne-luminoasă în zona în care este prezent fosforul.

Razele catodice sunt fascicule de electroni care sunt produse în interiorul unui tub de raze catodice . Electronii sunt eliberate dintr - un catod , un electrod cu un negativ de încărcare , de obicei , prin efectul termionică . În vidul ridicat al tubului catodic, electronii se deplasează cu viteză mare către anod , electrodul pozitiv către care sunt atrași de efectul forței Coulomb și pot trece prin el parcurgând o anumită distanță în afara tubului catodic. .

Istorie

După inventarea pompei de vid în 1650 de către Otto von Guericke , a devenit posibil să se efectueze experimente care au combinat rarefierea aerului cu electricitatea; în 1705, de exemplu, s-au observat că scânteile de la un generator electrostatic ambalat în vid acoperă o distanță mai mare decât în ​​condiții atmosferice normale. În 1838, Michael Faraday a trecut curentul electric în interiorul unui tub cu aer foarte subțire și a observat un „arc” neașteptat de lumină plecând de la catod (electrod negativ) și ajungând la anod (electrod pozitiv); zona din jurul catodului era singura lipsită de luminiscență și din acest motiv a fost numită „ spațiu întunecat catodic ” (sau, de asemenea, „ spațiu întunecat Faraday ” sau „ Crookes ”). Din acel moment a devenit clar că de fiecare dată când se aplica o diferență de potențial electric în condiții de aer rarefiat, se va crea o anumită luminescență.

Curiozitate

În anii care au urmat descoperirilor lui Faraday, mulți artiști de stradă au călătorit în orașele europene pentru a expune aceste „tuburi luminescente” care încântau publicul; la urma urmei, a fost suficient să folosim un tub de sticlă ambalat în vid în care trecea curent electric pentru a crea o lumină plăcută mult apreciată de spectatori; un anumit tip de tub de lumină inventat de fizicianul german Heinrich Geissler în 1857 ar putea fi vândut sau cumpărat prin cataloage.

În timp ce multe dintre aceste tuburi au fost construite astfel încât un gaz foarte rarefiat să strălucească în interiorul lor, unii cercetători au remarcat că un anumit tip de sticlă (folosit pentru căptușeala tuburilor) ar putea de asemenea să strălucească, dar numai la capătul la care tubul a fost conectat polul pozitiv al generatorului de curent. Studiind aceste noi raze de lumină, William Crookes a inventat tubul care îi poartă numele.

Spre sfârșitul secolului al XIX-lea , fizicienii au studiat extensiv acest fenomen (și unii chiar au câștigat Premiul Nobel pentru cercetările lor în acest domeniu, cum ar fi Philipp von Lenard ). Joseph John Thomson a înțeles că aceste „raze catodice” sau „catoduri” au fost generate de particulele care transportă curentul electric, electronii și că s-au manifestat în zona catodului (electrodul negativ) deoarece electronii au sarcină electrică negativă.

Aplicații tehnice

Traseul razelor catodice, în mod normal drept, poate fi deviat de un câmp electric sau un câmp magnetic , respectiv produs de electrozi de înaltă tensiune sau de magneți așezați în afara tubului de vid.

  • Tubul Crookes, neluminat.

  • Tubul Crookes, aprins: la câmp magnetic zero razele catodice formează o imagine, iar crucea din interiorul tubului își aruncă umbra asupra fosforilor.

  • Tubul Crookes, luminat: câmpul generat de magnet deviază razele catodice și umbra de pe fosfor se mișcă.

Această caracteristică a condus la invenția, în 1907, a tubului cu raze catodice (sau CRT, acronim al englezului Cathode Ray Tube ), de Carl Ferdinand Braun . CRT-urile sunt utilizate în mod obișnuit în televizoare , în unele tipuri de monitoare și camere video , în osciloscoape . În aceste dispozitive, anodul constă dintr-un ecran acoperit cu anumiți fosfor ; odată ce ecranul este atins, razele catodice dau energia cinetică fosforilor care, prin excitație, emit fotoni în spectrul vizibil .

În plus față de utilizarea în CRT, razele de electroni accelerate până la viteze relativiste (generate de acceleratoare de particule de diferite tipuri) sunt utilizate în domeniul industrial pentru efectuarea sudării de înaltă precizie ( sudare cu fascicul de electroni sau EBW ) și pentru vulcanizarea rapidă a diferitelor tipuri de materiale plastice.

Cele mai recente evoluții în domeniul tehnologiei acceleratorilor de electroni au condus la construirea unor acceleratoare KeV compacte și modulare, utilizate adesea în domeniul medical, care emit mai puține raze X decât acceleratoarele MeV și care sunt așadar adăpostite în structuri mult mai puțin voluminoase.

Elemente conexe

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 38290 · GND (DE) 4151894-9 · NDL (EN, JA) 00.56414 milioane
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Raggio_catodico&oldid=107736232 ”