科普:陰極射線管是什麼?為什麼顯示器都要用它?

2020-08-23 小火大火煮

1676年,法國的良卡德在晚上移動水很氣壓計時,發現了「水銀螢光」現象,當氣壓計中水銀振蕩時,在託裡拆利真空部位會發出閃光。

1705年前後,豪克斯比對這一現象進行了實驗研究。他得出結論說,只有在部分真空中運動產生摩擦時才會出視螢光。1838年,法拉第改進了實驗裝置,抽去玻璃中的空氣,並以兩根黃銅棒作電極分別焊到管子的兩端,通電後有光流從陽極射出,陰極也發出微弱的輝光。由於當時所能得到的真空度只有7%。個大氣壓,所以未能獲得更多的發現。

1857年,德國的儀器技工蓋斯勒成功地把白金電極裝進玻璃管,並得到了萬分之一大氣壓的真空度。1858年,德國物理學家普呂克利用「蓋斯勒管」研究氣體放電時輝光現象會隨著磁場的變化而改變其形狀。普呂克的學生希託夫進一步把真空度提高到十萬分之一個大氣壓,1869年他發現,如果置物體於陰極和產生螢光的管壁之間,物體就會產生清晰的影子,這表明了射線起源於陰極。後來德國物理學家哥爾德斯坦稱這種射線為「陰極射線」。希託夫還證明射線是沿直線前進的。

1891年赫茲發現了陰極射線能夠穿透金屬薄片。此後勒納德為陰極射線管開了一個0.000265釐米厚鋁箔的窗口,把陰極射線引到管外空間,使幾釐米遠處的螢光屏發出螢光。


1871年,瓦萊發現陰極射線能為磁鐵偏轉,是帶負電的。1878年克魯克斯得到了百萬分之一個大氣壓的「克魯克斯管」。他在實驗中不僅驗證了陰極射線是帶電的,還發現陰極射線具有熱效應並具有動量。

英國物理學家湯姆遜 1897年向英國皇家學院做了題為《陰極射線》的報告。湯姆遜應用磁性彎曲技術,從測定陰極射線束的曲率半徑著手,推導出陰極射線的質荷比,從而證實了陰極射線是帶負電的微粒子,他命名這種微粒子為「電子」。


陰極射線管最早是作為研究用的儀器。後來被用於示波器上,使複雜的波形得以顯示。30年代,被用在第一臺電子顯微鏡上。今天,它除了廣泛應用於各種科學儀器之中,也走入了千家萬戶,人們最熟悉的就是電視顯像管。

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