تعريف وتاريخ شعاع الكاثود

شعاع الكاثود هو حزمة من الإلكترونات في أنبوب مفرغ تنتقل من القطب السالب الشحنة (الكاثود) في أحد طرفيه إلى القطب الموجب الشحنة (الأنود) من جهة أخرى ، عبر أ الجهد االكهربى الفرق بين الأقطاب. ويطلق عليها أيضًا الحزم الإلكترونية.

يسمى القطب في الطرف السالب بالكاثود. يسمى القطب في الطرف الموجب أنود. نظرًا لصد الإلكترونات بالشحنة السالبة ، يُنظر إلى الكاثود على أنه "مصدر" أشعة الكاثود في غرفة التفريغ. تنجذب الإلكترونات إلى الأنود وتسافر في خطوط مستقيمة عبر الفضاء بين القطبين.

أشعة الكاثود غير مرئية ولكن تأثيرها هو إثارة الذرات في الزجاج المقابل للكاثود ، من قبل الأنود. يسافرون بسرعة عالية عند تطبيق الجهد على الأقطاب الكهربائية ويتجاوز البعض الأنود لضرب الزجاج. يؤدي هذا إلى رفع ذرات الزجاج إلى مستوى طاقة أعلى ، مما يؤدي إلى توهج الفلورسنت. يمكن تعزيز هذا الفلورسنت عن طريق تطبيق المواد الكيميائية الفلورية على الجدار الخلفي للأنبوب. سيلقي جسم ما في الأنبوب بظلاله ، مما يدل على أن الإلكترونات تتدفق في خط مستقيم ، شعاع.

يمكن أن تنحرف أشعة الكاثود عن طريق مجال كهربائي ، وهو دليل على أنها تتكون من جسيمات الإلكترون بدلاً من الفوتونات. يمكن أن تمر أشعة الإلكترونات أيضًا من خلال رقائق معدنية رقيقة. ومع ذلك ، فإن أشعة الكاثود تظهر أيضًا خصائص تشبه الموجة في تجارب البلورات البلورية.

يمكن أن يعيد سلك بين الأنود والكاثود الإلكترونات إلى الكاثود ، مما يكمل دائرة كهربائية.

كانت أنابيب الأشعة الكاثودية أساس البث الإذاعي والتلفزيوني. كانت أجهزة التلفزيون وشاشات الكمبيوتر قبل ظهور شاشات البلازما ، وشاشات الكريستال السائل ، وشاشات OLED أنابيب أشعة مهبطية (CRTs).

مع اختراع مضخة التفريغ عام 1650 ، تمكن العلماء من دراسة آثار المواد المختلفة في الفراغات ، وسرعان ما كانوا يدرسون كهرباء في الفراغ. تم تسجيله في وقت مبكر من 1705 أنه في الفراغات (أو بالقرب من الفراغات) يمكن أن تسافر التصريفات الكهربائية لمسافات أكبر. أصبحت هذه الظواهر شائعة مثل المستجدات ، وحتى الفيزيائيين ذوي السمعة الطيبة مثل مايكل فارادي درس آثارها. اكتشف يوهان هيتورف أشعة الكاثود في عام 1869 باستخدام أنبوب كروكس ولاحظ الظلال الملقاة على الجدار المتوهج للأنبوب المقابل للكاثود.

في عام 1897 م. ج. اكتشف طومسون أن كتلة الجسيمات في أشعة الكاثود كانت أخف بـ 1800 مرة من الهيدروجين ، العنصر الأخف. كان هذا أول اكتشاف للجسيمات دون الذرية ، والتي أصبحت تسمى الإلكترونات. حصل على 1906 جائزة نوبل في الفيزياء لهذا العمل.

في أواخر القرن التاسع عشر ، درس الفيزيائي فيليب فون لينارد أشعة الكاثود باهتمام وعمله معهم أكسبه جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1905.

التطبيق التجاري الأكثر شعبية لتكنولوجيا أشعة الكاثود في شكل تقليدي أجهزة التلفزيون وشاشات الكمبيوتر ، على الرغم من أن هذه تحل محلها شاشات أحدث مثل OLED.