Rura Crookesa

Schemat rury Crookesa
Fotografia działającej rury Crookesa

Rura Crookesa – rodzaj lampy wyładowczej, urządzenie demonstrujące prostoliniowy przebieg tak zwanych promieni katodowych, czyli elektronów przemieszczających się w próżni między elektrodami. Urządzenie zostało wynalezione, zbudowane i zaprezentowane w 1879 roku przez angielskiego fizyka Williama Crookesa[1].

Samo zjawisko promieni katodowych zostało odkryte przez, między innymi (prace równocześnie prowadziło kilku badaczy), Johanna Hittorfa około roku 1869.

Zasada działania

Rura Crookesa jest podłużną próżniową bańką szklaną z dwiema elektrodami. Pod wpływem wysokiego napięcia (do 100 kV) jony obecne naturalnie w resztkowym gazie wypełniającym rurę ulegają silnemu przyspieszeniu. Jony dodatnie (kationy) uderzając w elektrodę ujemną (katodę) wybijają z niej elektrony, które migrują z dużą prędkością w stronę elektrody dodatniej (anody). Część z nich z powodu dużego pędu może minąć anodę i uderzyć w przeciwległą ścianę naczynia, wzbudzając elektrony w atomach molekuł szkła, które – wracając do stanu podstawowego – emitują energię w postaci, między innymi, światła widzialnego. Efektem wizualnym jest „cień” odpowiadający kształtem anodzie.

Oryginalnym kształtem anody w rurze zaprezentowanej przez Crookesa w roku 1879 był krzyż maltański[2].

Zastosowania

Pierwotnie rura Crookesa wyposażona była w zimną katodę, co wymagało bardzo wysokich napięć do wybicia elektronów. Późniejsze praktyczne urządzenia oparte na podobnym zjawisku (np. triody lub pentody) miały podgrzewaną katodę, co umożliwiało operowanie przy niższych napięciach.

Johann Hittorf za pomocą rury Crookesa udowodnił później, że promienie katodowe (ruch elektronów) mogą być zakrzywiane w polu magnetycznym. Zjawisko to było podstawą rozwoju telewizji – pozwoliło na konstrukcję kineskopów używanych w telewizorach; jest też wykorzystywane w lampach oscyloskopowych.

W 1895 roku Wilhelm Röntgen podczas eksperymentów z rurą Crookesa odkrył promienie X. Promieniowanie to powstaje gdy rozpędzone elektrony hamowane są w materiale anody i w szkle. Rury Crookesa były używane jako źródło promieniowania w pierwszych aparatach rentgenowskich.

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ The Cathode Ray Tube site: Crookes tubes (ang.). [dostęp 2011-04-05].
  2. ↑ The Museum of Technology the Great War and WWII: Crookes tube "Maltese Cross", 1950's (ang.). 2007. [dostęp 2011-04-05]. [zarchiwizowane z tego adresu (2011-06-23)].

Media użyte na tej stronie

Katódsugarak mágneses mezőben(2).jpg
Autor: Zátonyi Sándor, (ifj.), Licencja: CC BY-SA 3.0
Cathode rays in magnetic field. (Crookes tube; B = 0)
Crookes tube2 diagram.svg
Schematic diagram of a Crookes tube. This was a cold cathode discharge tube invented by William Crookes and other physicists around the 1870s in which cathode rays (electrons) were discovered. It consisted of a partially evacuated glass tube with two electrodes. When a high potential of several thousand volts is applied between the electrodes, cathode rays are emitted by the negative electrode (right) and travel in straight lines through the tube. When they hit the glass wall of the tube (left) they cause it to glow or fluoresce. In this common example, a metal cross is placed in the tube in front of the cathode, which blocks the rays. The shadow it throws on the glowing back wall demonstrates that the cathode rays travel in parallel lines.