阴极射线有什么特点?
信息1:
阴极射线
阴极区
由低压气体放电管阴极发射的电子在电场加速下形成的电子流。阴极可以是冷的或热的,电子通过外电场的场发射、残余气体中正离子的轰击或热离子发射过程从阴极发射出来。
阴极射线是1858用低压气体放电管研究气体放电时发现的。1897 J.J .唐慕孙根据阴极射线在电磁场和磁场作用下在放电管中的运动轨迹,确定阴极射线中的粒子带负电,并测量其荷质比,这在一定意义上是历史上第一次发现电子,12年后被R.A .密立根使用。
阴极射线被广泛使用。示波器、电视显像管、电子显微镜等。都是利用阴极射线在电磁场的作用下偏转聚焦,做出被照射的物质?比如硫化锌?荧光特性起作用。高速阴极射线击中某些金属靶时能产生X射线,可用于研究物质的晶体结构。阴极射线也可以直接用于切割、熔化、焊接等。
信息2:
克鲁克斯阴极射线管在伦琴发现X射线的过程中发挥了重要作用,那么阴极射线到底是一种什么射线呢?阴极射线是德国物理学家j·普吕克尔在1858年研究低压气体放电时发现的。后来,英国物理学家克鲁克斯在实验室研究闪电现象时也发现了这种射线。当有两个电极的玻璃管中的空气被抽到相当稀薄的状态时,在两个电极之间施加几千伏的电压,然后在阴极对面的玻璃壁上闪烁着绿色的辉光,但从阴极看不到任何东西。
这一现象引起了许多科学家的极大兴趣,并进行了许多实验研究。当在阴极和对面的玻璃墙之间放置障碍物时,玻璃墙上会出现障碍物的影子;如果在它们之间放置一个小的旋转叶轮,叶轮就会旋转。好像真的有一条看不见的射线从阴极发射出来,看起来像是粒子流。在人们知道这种射线的本来面目之前,不得不称之为“阴极射线”。
当时国际上对阴极射线的性质有两种完全不同的看法。大多数英国物理学家(如J.J .唐慕孙)认为阴极射线是一种带电粒子流,因为它可以被电场或磁场偏转。英国物理学家唐慕孙等也通过实验测得阴极射线的速度比光速低两个数量级。20世纪90年代初,德国物理学家从实验中得知,阴极射线甚至可以穿透薄薄的金属箔。38960 . 68868686861
当初,英国物理学家唐慕孙和德国物理学家赫兹做了同样的实验,观察到同样的结果。我们来听听唐慕孙自己对这段经历的回忆:“我第一次偏转阴极射线的尝试是让它穿过固定在放电管中的两块平行板之间的空间,在平行金属板之间加一个电场。结果没有产生任何连续的偏转。”
对于这样一个相同的实验结果,赫兹简单而错误地得出了如下结论:阴极射线不带电。唐慕孙并不是单纯的搞。他进行了更深入的分析和思考,终于找到了问题的症结所在。他在《回忆与感受》一书中继续回忆道:“偏转并不是因为气体的存在(压力过高)而出现的,所以要解决的问题是获得更高的真空。这说起来容易做起来难。
唐慕孙继续他对阴极射线的深入研究,终于在1897年完成了他举世闻名的实验。图2.3是唐慕孙实验所用仪器的示意图。
阴极射线由阴极C发出,通过狭缝A和B被约束成细束,然后穿过D和E之间的空间,最后到达右边有刻度的荧光屏上进行观察。当D和E带电时,阴极射线束会向上或向下偏转(方向取决于D和E的极性)。汤慕孙根据实验中阴极射线的偏转方向确定阴极射线带负电。然后他在D,E被一个通电的线圈和一个方向垂直于图平面的磁场所代替。磁场也使细光束向上或向下偏转(方向与磁场方向相关)。阴极射线小束在磁场中的偏转方向也证明了阴极射线束携带的电荷是负电荷。然后唐木孙巧妙地让磁场产生的偏转刚好抵消了电场产生的偏转。这样就可以计算出阴极射线小射束的速度,然后根据电场和磁场分别产生的偏转幅度就可以计算出小射束的荷质比(荷质比)e/m。汤慕孙得到的阴极射线荷质比e/m,电解时测得的氢离子荷质比比eH/mH大近2000倍。所以,汤慕孙认为阴极射线是由比氢离子小得多的带负电的粒子组成的。他把这些粒子称为“粒子”,它们携带的电荷(代表电荷的基本单位)称为“电子”。后来,人们直接把粒子本身称为“电子”。阴极射线束是电子束,是射线族之一。