اشعه کاتدی چیست؟

[*sabrina*]

موضوع اين است كه در ساختار بلور فلزات، به ازاي هر اتم يك يا چند الكترون آزاد وجود دارد كه به طور تقريبی در همه نمونه فلزي كه مي بينيم، آزادانه حركت می كند.

ميزان انرژي لازم براي اينكه بتوان اين الكترونها را از فلز خارج كرد، كم است؛ البته براي فلزات گوناگون متفاوت است.

به طور كلي، اگر شما يك قطعه فلز را داغ كنيد، ميلياردها الكترون براحتي انرژي لازم را براي فرار از ساختار بلوري فلز به دست مي‌آید و از سطح آن جدا مي‌شود. فلزاتي كه انرژي لازم براي جدا كردن الكترون از آنها كمتر است، بیشترً براي ساخت كاتد به كار مي‌رود و جرياني كه با گرم كردن آنها (كاتد گرم) يا انرژي دادن به آنها به روشهاي ديگر (كاتد سرد) به دست مي آيد، «جريان» يا «اشعه كاتدي» نام دارد.

اگر الآن اين نوشته ها را روي صفحه نمایشگر تلویزیونی معمولی مي خوانيد، در پشت صفحه تلویزیون و دقيق رو به روي شما يك تفنگ الكتروني قرار دارد كه الكترونهای مورد نياز آن را با يك قطعه فلز كاتد فراهم مي كند و پس از جهت دهي آنها را به سمت صفحه مي فرستد.


اشعه كاتدي: ذرات الكتروني پرانرژي هستند كه از كاتد حرارت ديده ساطع مي شوند.


شناخت اشعه کاتدي

• در آزمايش هایی كه بر روي الكتروليز با «فاراده» Faraday انجام شد، وي دو قانون معروف خود را در سال ۱۸۳۰ ميلادي به این شرح منتشر کرد:

1_ در الكتروليز مقدار عنصر آزادشده متناسب با مقدار جريان الكتريسته است. برای نمونه، اگر ۱ فاراد يا ۹۶۵۰۰ كولن الكتريسته را از محلول نمك حاوي يون تك ظرفيتي جيوه عبور دهيم، ۱ مول اتم جيوه و اگر از محلول نمك حاوي يون دو ظرفيتي عبور دهيم 5/0 مول اتم جيوه ته نشين مي شود. پس بسته هايي از الكتريسته وجود دارد كه يك بسته از آنها به سمت فلز تك ظرفيتي و دو بسته به سمت فلز دو ظرفيتي حركت مي كنند.

2_ هر گاه مقدار يكسان جريان الكتريسيته را از سه ظرف بگذرانيم كه حاوي نمك ها با ظرفيت هاي متفاوت هستند؛ يعني در ظرف اول نمك يك ظرفيتي، در ظرف دوم نمك دو ظرفيتي و در ظرف سوم نمك سه ظرفيتي داشته باشيم.

رسوب هاي فلز حاصل از عبور جريان الكتريسيته از ظروف متناسب با جرم اتمي فلز تقسيم بر ظرفيت عناصر آن است.

نتيجه: هر اتم مقداري ثابت بار مي گيرد. اتم يك ظرفيتي يك بسته، اتم دو ظرفيتي دو بسته و اتم سه ظرفيتي سه بسته بار مي تواند حمل نمايد و هرگز جزء كسري از بار الكتريكي مانند 23/1 را به خود نمي گيرند. اين بسته براي همه اتمها يكسان است؛ يعني الكتريسته از بسته ها يا ذرات كوچكي تشكيل شده اند. كه آنها را الكترون مي گوييم.

• پس از آزمايش الكتروليز بر روي مايعات و جامدات نوبت به الكتروليز گازها رسيد كه در الكتروليز گازها این نتايج به دست آمد:

1_ ولتاژ معمولي از گازها عبور نمي كند.

2_ در ولتاژهاي بالا چنانچه فاصله دو الكترود زياد باشد، جريان الكتريسيته عبور نمي كند.

3_ در فشار معمولي به ازاي هر سانتي متر فاصله الكترودها به ۳۰۰۰۰ ولت اختلاف پتانسيل نيازمنديم.

• در جريان اين آزمايش ها دانشمندان مجبور به ساختن لوله هايي از جنس شيشه شدند تا بتوانند فشار داخل آن را كاهش داده و به بررسي هاي مختلف بپردازند. پس از ساخت اين لوله ها دانشمندان به این نتايج دست يافتند:

1_ در فشار 0.1 اتمسفر اگر ولتاژ ۱۰۰۰۰ ولت برقرار شود، گاز درون لوله ملتهب می شود و به رنگهاي گوناگون پرتوافشاني مي کند. برای نمونه، نئون رنگ قرمز، هوا رنگ صورتي ملايم، بخار سديم رنگ زرد و بخار جيوه رنگ آبي مايل به سبز ايجاد مي کند.

2_ در فشار کمتر از 0.0001 اتمسفر و ولتاژ بالاي ۱۰۰۰۰ ولت جداره شيشه ملتهب می شود و نور سبز مغز پسته از خود منتشر مي کند.

3_ با کم کردن فشار تا 0.000001 اتمسفر روشنايي از بين می رود و نوعي درخشندگي يا تابش مهتابي در ديواره لوله ايجاد مي شود که با صفحات فلوئور به طور کامل مشاهده می شود.

اين اشعه را که «ويليام كروكس» (William Crookes) كشف کرد، به اشعه کاتدي معروف شد. اشعه كاتدي نيز بررسی شد و ويژگي هاي يكي پس از ديگري كشف گرديد.

danesh.mygiti.com