陰極射線

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克鲁克斯管示意图。A是低压电源,提供阴极C加热的能量。B是高压电源,为覆磷的阳极P提供电压。M是蒙片,其电位与阴极相同,其图像显示在屏幕上磷不发光的部位

陰極射線是在真空管中可以观察到的电子流。真空管是一个被抽成真空的、装有两个电极(一个阳极和一个阴极)的玻璃管。

阴极被加热后,其释放出来的电子会像射线一样飞往阳极。假如阳极后面的玻璃片覆有磷光物质的话,它会发光。阴极与阳极之间的金属板会在磷光玻璃板上留下影子。这说明磷光是由阴极发射出来的粒子打到磷光板上后发出的。这些粒子直线地从阴极飞到阳极,并飞过阳极一段距离。

历史[编辑]

1690年奥托·冯·格里克发明真空泵后物理学家开始在稀薄空气中做电的试验。1705年人们发现在稀薄空气中的电弧比在一般空气中的长。1838年迈克尔·法拉第充满稀薄空气的玻璃管中输送电流,他发现在阴极和阳极之间之间有一道奇怪的光弧。只有直接在阴极前没有这道光弧,这个地方被称为“陽級暗區”。後來人們還發現到不管在稀薄空氣裡施加多少電壓總是會產生出光。

1857年德国玻璃工海因里希·盖斯勒发明了更好的来抽真空,由此发明了盖斯勒管。盖斯勒管的意图在于使得管内的气体发光。而有人则发现管壁也会发光,而且只有在阳极的一端会发光。威廉·克鲁克斯因此发明了克鲁克斯管,专门用来研究这样发出的光。

1869年德国物理学家约翰·威廉·希托夫首次观察到这种现象,1876年德国物理学家欧根·戈尔德斯坦将其命名为阴极射线。

19世纪末许多著名科学家如諾貝爾獎获得者菲利普·莱纳德对阴极射线做了非常详细的研究。很快人们就认识到阴极射线是由今天被称为电子的带电粒子组成的。由于阴极发射这个射线,因此其電荷是负的。

应用[编辑]

在没有外部影响的情况下阴极射线直线传播。电场磁场可以改变它们的方向。人们利用这个现象发明了阴极射线管,它是电视机示波器等的原理。

在许多工业中極高速的电子束用来做电子束焊接、迅速修补热固性塑料以及交叉结合热塑性塑料来改善其物理特性。极高速电子流也可以作为自由电子激光增益介质

外部連結[编辑]