Katódsugárzás

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

A Crookes-cső sematikus ábrája. A alacsony feszültségű tápegység a katód (C) melegítésére. B magas feszültségű tápegység a foszforral bevont anód (P) energiával való ellátására. M árnyékot vető alakzat, amely a katód-potenciálhoz van csatlakoztatva, és amelynek a képe nemfénylő részként jelenik meg a foszfor-bevonaton.

A katódsugarak vákuumcsőben megfigyelhető elektron-áramlások. A vákuumcső olyan légüres üvegcső, amely legalább két elektródával van felszerelve, egy katóddal (negatív elektróda) és egy anóddal (pozitív elektróda). Az anód és a katód előre meghatározottan helyezkednek el egymáshoz képest. Ezt a konfigurációt diódának nevezik.

A katódból melegítés hatására elektronok lépnek ki, és haladnak az anód felé. Ha az anód mögötti belső fal be van vonva foszforeszkáló anyaggal, akkor ez az anyag a becsapódó elektronok hatására látható fényt bocsát ki. Ha egy fémtárgyat (alakzatot) helyezünk el a két elektróda között, az árnyékot vet a bevonaton. Ez azt jelenti, hogy a fénykibocsátás (vagyis a foszoreszkáló felület izzásának) okozói az anód által keltett sugarak, amelyek a bevonat felé haladnak. Ezek a sugarak egyenes vonalban haladnak és valamilyen távolságra még a bevonat mögé is eljutnak.

Ezt a jelenséget igen részletesen tanulmányozták a fizikusok a 19. század vége felé, Lénárd Fülöp Nobel-díjat kapott ezen a téren végzett kutatásaiért. A katódsugarakat először Geissler-csővel állítottak elő. William Crookes speciális, úgynevezett Crookes-csöveket fejlesztett ki ezen sugárzás vizsgálatára. Nemsokára világossá vált, hogy a katódsugárzás az elektromosság hordozóiból, ismertebb nevükön elektronokból áll. Az a tény, hogy a sugarakat a katód (vagyis a negatív elektróda) keltette, egyértelművé tette, hogy az elektron töltése negatív.

A katódsugarak, ha semmilyen külső hatás nem befolyásolja a mozgásukat, egyenes vonalban tovaterjednek, de az elektromos, vagy mágneses terek képesek eltéríteni őket. A fent említett terek úgy állíthatóak elő, hogy mágnestekercset, vagy nagyfeszültségű elektródát helyezünk el a vákuumcsövön kívül. (A katódsugarak ezen tulajdonsága megmagyarázza, miért viselkedik furcsán a TV-képernyő, ha erős mágnest - például hangszórót - helyezünk a közelébe.) Ezen megfigyelés alapján született a katódsugárcső (cathode ray tube - CRT), más néven Braun-cső (az utóbbi nevet feltalálójáról, Ferdinand Braunról kapta, aki 1897-ben alkotta meg találmányát). A katódsugárcső kulcsfontosságú eleme a hagyományos televíziónak (és más képmegjelenítési technikáknak, amelyek ütközéses elven működnek), az oszcilloszkópnak és a vidicon kameráknak (régebbi típusú kamerák).