سیم پیچ هلمهولتز یکی از تجهیزاتی است که پرتوهای کاتدی تولید می کند. پرتوهای کاتدی و لوله های پرتو کاتدی در دنیای مدرن کاربردهای زیادی دارند. بیایید حفاری کنیم و بیشتر بدانیم.
در پایان این مبحث، انتظار می رود که؛
اصطلاحات دیگری که می توان برای اشاره به پرتوهای کاتدی استفاده کرد، پرتو الکترونیکی یا پرتو الکترونی است. پرتوهای کاتدی به جریان هایی از الکترون ها اطلاق می شود که در لوله های خلاء مشاهده می شوند. هنگامی که یک لوله شیشه ای تخلیه شده به دو الکترود مجهز می شود و ولتاژ اعمال می شود، شیشه ای که در پشت الکترود مثبت قرار دارد می درخشد. این در نتیجه الکترون هایی است که از کاتد (الکترودی که به ترمینال منفی منبع ولتاژ متصل است) ساطع می شود. لوله‌های پرتو کاتدی (CRT) از پرتو متمرکزی از الکترون‌ها استفاده می‌کنند که توسط میدان‌های مغناطیسی یا الکتریکی منحرف می‌شوند تا تصویری را روی صفحه نمایش دهند.
نامگذاری پرتوهای کاتدی به این دلیل است که تابش آنها از الکترود منفی است که به کاتد معروف است. برای اینکه الکترون ها در لوله آزاد شوند، ابتدا باید از اتم های کاتد جدا شوند. در لوله‌های کروکس (لوله‌های خلاء کاتد سرد اولیه)، این کار با استفاده از پتانسیل الکتریکی بالای هزاران ولت بین کاتد و آند برای یونیزه کردن اتم‌های گاز باقیمانده موجود در لوله انجام شد. میدان الکتریکی یون های مثبت را به سمت کاتد شتاب می دهد، در برخورد با آن، الکترون ها از سطح آن خارج می شوند. اینها پرتوهای کاتدی هستند. انتشار ترمیونی توسط اکثر لوله های خلاء مدرن استفاده می شود، در این کاتد از یک رشته سیم نازک تشکیل شده است که توسط جریان الکتریکی جداگانه ای که از آن عبور می کند گرم می شود. افزایش حرکت حرارتی تصادفی فیلامنت مسئول کوبیدن الکترون ها از سطح رشته به فضای تخلیه شده لوله است.
از آنجایی که الکترون ها دارای بار منفی هستند، کاتد منفی آنها را دفع می کند و آند مثبت آنها را جذب می کند. آنها از طریق لوله خالی در خطوط مستقیم حرکت می کنند. پرتوهای کاتدی قابل مشاهده نیستند، اما اولین بار در لوله های خلاء اولیه هنگامی که به دیواره شیشه ای لوله برخورد کردند، شناسایی شدند. این امر اتم های شیشه را برانگیخت و در نتیجه نور ساطع کردند، درخششی که به عنوان فلورسانس شناخته می شود.
یک بحث مداوم در مورد اینکه آیا پرتوهای کاتدی یک موج هستند یا یک ذره وجود داشت. این به دلیل ویژگی های متضاد آنها بود.
بعدها، جی جی تامسون از یک میدان الکتریکی برای منحرف کردن پرتوها استفاده کرد. این نشان داد که پرتوها از ذرات تشکیل شده‌اند، زیرا دانشمندان می‌دانستند که انحراف امواج الکترومغناطیسی با میدان الکتریکی غیرممکن است. اینها همچنین می توانند اثرات مکانیکی، فلورسانس و غیره ایجاد کنند.
لوله اشعه کاتدی (CRT) به یک لوله خلاء حاوی یک یا چند تفنگ الکترونی و یک صفحه فسفری اطلاق می شود و برای نمایش تصویر استفاده می شود. وظیفه تعدیل، شتاب و انحراف پرتوهای الکترونی روی صفحه نمایش به منظور ایجاد تصاویر را بر عهده دارد. این تصاویر ممکن است تصاویر (مانیتور کامپیوتر، تلویزیون)، اهداف رادار، شکل موج های الکتریکی (اسیلوسکوپ) یا سایر پدیده ها را نشان دهند.
یک CRT رنگی از موارد زیر تشکیل شده است:
