陰極射線的概念

陰極射線是從低壓氣體放電管陰極發(fā)出的電子在電場加速下形成的，可以觀察到的電子流。真空放電管是一個(gè)被抽成真空的、裝有兩個(gè)電極（一個(gè)陽極和一個(gè)陰極）的玻璃管。

陰極被加熱后，其釋放出來的電子會(huì)像射線一樣飛往陽極。電子通過外加電場的場致發(fā)射、殘存氣體中正離子的轟擊或熱電子發(fā)射過程從陰極射出。假如陽極后面的玻璃片覆有磷光物質(zhì)的話，它會(huì)發(fā)光。陰極與陽極之間的金屬板會(huì)在磷光玻璃板上留下影子。這說明磷光是由陰極發(fā)射出來的粒子打到磷光板上后發(fā)出的。這些粒子直線地從陰極飛到陽極，并飛過陽極一定距離。

陰極射線性質(zhì)

陰極射線是電子流，它有兩個(gè)性質(zhì)，一是垂直于陰極，二是帶有負(fù)電，并且總是從陰極出發(fā)，終點(diǎn)與陽極無關(guān)。

陰極射線應(yīng)用廣泛

陰極射線應(yīng)用包括電子示波器中的示波管、電視的顯像管、電子顯微鏡等都是利用陰極射線在電磁場作用下偏轉(zhuǎn)、聚焦以及能使被照射的某些物質(zhì),如硫化鋅發(fā)熒光的性質(zhì)工作的.高速的陰極射線打在某些金屬靶極上能產(chǎn)生X射線，可用于研究物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)。陰極射線還可直接用于切割、熔化、焊接等。

陰極射線的發(fā)現(xiàn)

1876年德國物理學(xué)家哥爾茨坦( E.Goldstein,1850—1930)用各種不同材料制成、大小和形狀各異的陰極進(jìn)行實(shí)驗(yàn).除了以上結(jié)論外，他還證明了這種射線不依賴于陰極材料的性質(zhì)，綠色光輝是由負(fù)極上所產(chǎn)生的某種射線射到玻璃上產(chǎn)生的，而且是從陰極垂直發(fā)出的.他把這種在低壓氣體放電過程中產(chǎn)生的射線稱為“陰極射線”

陰極射線的實(shí)質(zhì)－電子的發(fā)現(xiàn)

陰極射線究竟是什么？它具有哪些特點(diǎn)和屬性？這引起了許多科學(xué)家的興趣，物理學(xué)家有不同的看法，有人說是電磁輻射，有人說是某種粒子流.他們設(shè)計(jì)了許多關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)來尋找陰極射線的特點(diǎn)和屬性，并從中得出了許多重要結(jié)論。陰極射線的本性到底是波還是粒子，這一問題在物理學(xué)界爭論已久。

1897年，英國物理學(xué)家約瑟夫·湯姆孫（Joseph J.Thomson，1856—1940）用實(shí)驗(yàn)證明了，陰極射線不僅能被磁鐵所偏轉(zhuǎn)，而且還能被電荷所偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)方式與帶負(fù)電粒子相同，這就說明陰極射線確實(shí)是一種帶負(fù)電的粒子流.他巧妙地測出了陰極射線在磁場和電場中的偏轉(zhuǎn)度，求出這種粒子的荷質(zhì)比e／m約為氫離子的2000倍，確定它的質(zhì)量相當(dāng)于氫原子質(zhì)量的二千分之一左右.他還發(fā)現(xiàn)不管怎樣改變放電管中的氣體（空氣、氫氣、二氧化碳等），也不管怎樣改變電極的材料（鋁、鐵、鉑等），陰極射線粒子的荷質(zhì)比總保持不變.由此可以斷定這種粒子應(yīng)是電極材料原子的基本組成部分，進(jìn)一步的研究證明它是一切元素的原子的組成部分，湯姆遜起初稱它為粒子，后來借用了以前人們對(duì)電荷Z小單位的命名、稱之為“電子”.湯姆遜指出，它比原子更小，是一切化學(xué)原子的共同組分.

對(duì)電子的研究

一百多年來，人們對(duì)電子進(jìn)行了一系列的研究，取得了舉世公認(rèn)的重大成就，也有力地推動(dòng)了電子理論的研究和電子科學(xué)的發(fā)展，進(jìn)而引起了人類社會(huì)的巨大變革.本文從陰極射線的實(shí)質(zhì)爭論開始，沿著科學(xué)發(fā)展的腳步，對(duì)電子的發(fā)現(xiàn)過程中理論和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行詳細(xì)而系統(tǒng)的介紹，加深人們對(duì)人類所認(rèn)識(shí)的diyi個(gè)基本粒子的認(rèn)識(shí)；對(duì)電子在原子核內(nèi)的分布及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律、電子的波動(dòng)性、電子的自旋、電子質(zhì)量和速度關(guān)系以及電子的質(zhì)量發(fā)散疑難和運(yùn)動(dòng)自行加速困難等五方面作了具體介紹.在介紹的過程中，總體概括了電子各方面的發(fā)展情況，總結(jié)了對(duì)電子研究所形成的理論成果.經(jīng)過近百年的發(fā)展，電子性質(zhì)研究在電子的波動(dòng)性、電子的自旋及電子質(zhì)量和速度關(guān)系等方面的理論和實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成熟，有效地解釋了電子的現(xiàn)象，而電子在原子核內(nèi)的分布及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律、電子的質(zhì)量發(fā)散疑難和運(yùn)動(dòng)自行加速困難方面還存在一些疑問，有待于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和理論的支持。

陰極射線和β射線的區(qū)別和聯(lián)系

陰極射線是因?yàn)楹送怆娮邮芗ひ院筝椛涑鰜淼碾娮恿?，而β射線是是原子核衰變時(shí)產(chǎn)生出來的電子流。

β射線：高速運(yùn)動(dòng)的電子流e，貫穿能力很強(qiáng)，電離作用弱，本來物理世界里沒有左右之分的，但β射線卻有左右之分。 貝塔粒子即β粒子，是指當(dāng)放射性物質(zhì)發(fā)生β衰變，所釋出的高能量電子，其速度可達(dá)至光速的99%。 在β衰變過程當(dāng)中，放射性原子核通過發(fā)射電子和中微子轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核，產(chǎn)物中的電子就被稱為β粒子。在正β衰變中，原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子，同時(shí)釋放一個(gè)正電子，在“負(fù)β衰變”中，原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子，同時(shí)釋放一個(gè)電子，即β粒子。

陰極射線管

陰極射線管，是一種能減少陰極加熱器耗電的陰極射線管。其中，旁熱式陰極結(jié)構(gòu)體，具備熱電子發(fā)射物質(zhì)層的金屬基底；在一端的部位上設(shè)有保持基底金屬，在內(nèi)部還設(shè)有收納加熱器游離電子的管狀套筒；加熱器的主要部分筒徑較大，加熱器腿部一側(cè)的筒徑較小，而且也是支承套筒的異形支承體。

陰極射線管是將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈱W(xué)圖像的一類電子束管，人們熟悉的電視機(jī)顯像管就是這樣的一種電子束管。它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、管殼和熒光屏構(gòu)成。

陰極射線管能提供聚集在熒光屏上的一束電子以便形成直徑略小于1mm的光點(diǎn)。在電子束附近加上磁場或電場，電子束將會(huì)偏轉(zhuǎn)，能顯示出由電勢差產(chǎn)生的靜電場，或由電流產(chǎn)生的磁場。

2018-06-06 7706