4.11: Електронно-променева трубка

Last updated
Save as PDF

Page ID: 18992

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Античний <клас прольоту = — Малюнок\(\PageIndex{1}\) (Кредит: Користувач: Mahlum/Wikimedia Commons; Джерело: Вікісховище Вікімедіа, Радіонетний телевізор (відкривається у новому вікні) [commons.wikimedia.org]; Ліцензія: Громадське надбання)

Як ви думаєте, скільки років цьому телевізору?

Телевізор, який видно вище, стає все важче і важче знайти в ці дні. Основна причина полягає в тому, що вони старіші і засновані на застарілих технологіях. Нові телевізори - це технологія з плоским екраном, яка займає менше місця та забезпечує кращу якість зображення, особливо з появою мовлення високої чіткості. Технологія, яка використовується в старих телевізорах, використовувала електронно-променеві трубки. Промінь електронів був розпорошений на картинну трубку, яка оброблялася, щоб реагувати з електронами для отримання зображення. Подібні ЕПТ-пристрої використовувалися в комп'ютерних моніторах, тепер також замінені моніторами з плоским екраном.

Відкриття Електрона

Перше відкриття субатомної частинки стало результатом експериментів щодо природи взаємозв'язку між електрикою і речовиною.

Катодні промені

Перший прототип електронно-променевої трубки був розроблений німецьким склодувом і фізиком Генріхом Гайсслером. Він використовував ртутний насос для створення вакууму в трубці. Гайслер вивчив ряд методик видалення повітря з трубки і запобігання протікання, а також способи отримання хороших з'єднань проводів в трубках.

У 1878 році сер Вільям Крукс, британський вчений, вивів перші катодні промені за допомогою модифікації апарату Гейслера. Його основним внеском в будівництво труби була розробка способів евакуації практично всього повітря з труби. Крукс також провів безліч експериментів, використовуючи більш надійне обладнання, щоб підтвердити більш ранні висновки про властивості катодних променів. Він зробив два відкриття, які підтвердили гіпотезу про те, що електронний промінь складався з потоку частинок:

Коли предмет помістили між катодом і протилежним кінцем трубки, він відкидав тінь на скло. Тінь, викликана об'єктом, вказує на те, що частинки блокувалися на шляху від катода до анода.

Малюнок\(\PageIndex{2}\) (Кредит: Користувач:Четверноа/Вікіпедія та Користувач:Дрондент/Вікіпедія; Джерело: Вікісховище Вікімедіа, Діаграма Крукса tube2 (відкривається у новому вікні) [commons.wikimedia.org]; Ліцензія: Громадське надбання)

Електронно-променева трубка була побудована з невеликою металевою рейкою між двома електродами. До рейки кріпилося весло колесо, здатне обертатися уздовж рейки. При запуску електронно-променевої трубки колесо оберталося від катода до анода. Зверніть увагу, що катод і анод розташовані так, що промені вдаряють у верхню частину лопаточного колеса. Крукс дійшов висновку, що електронний промінь був зроблений з частинок, які повинні мати масу.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Електронно-променеву трубку вперше винайшов сер Вільям Крукс. (Кредит: Вільям Крукс; Джерело: Вікісховище Вікімедіа, Крукс Весло Колесо трубки (відкривається в новому вікні) [commons.wikimedia.org]; Ліцензія: Громадське надбання)

Подальші дослідження за допомогою трубки Крукса

Робота шахраїв відкрила двері до ряду важливих відкриттів. Інші вчені змогли продемонструвати, що «електронний промінь» насправді був потоком електронів. У 1897 році Карл Фердинанд Браун розробив перший осцилограф, використовуючи електронно-променеву трубку, щоб побачити електричний імпульс, коли він проходив через прилад. Винахід телебачення було б неможливим без електронно-променевої трубки. Робота з модифікованою системою привела до відкриття рентгенівських променів в 1895 році німецьким фізиком Вільгельмом Рентгеном. Цей простий пристрій призвело до великих досягнень науки і техніки.

Резюме

Електронно-променеву трубку вперше винайшов сер Вільям Крукс.
Експерименти показали, що промені мали масу.

Рецензія

Хто розробив першу електронно-променеву трубку?
Яке поліпшення зробив Крукс до електронно-променевої трубки?
Як Крукс показав, що були частинки викидаються?
Що винайшов Карл Фердинанд Браун?
Що винайшов Вільгельм Рентген?