Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Tia âm cực”

Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Không có tóm lược sửa đổi
Dòng 1:
[[Hình:Cyclotron motion wider view.jpg|nhỏ|upright=1.5|Một chùm tia âm cực tạo thành một hình tròn trong [[từ trường]]. Các tia âm cực thường không nhìn thấy được, nhưng trong ống này có đủ lượng khí dư để các nguyên tử khí phát sáng "quỳnh quang" do va chạm bởi dòng electron chuyển động nhanh.]]
'''Tia âm cực''' là dòng [[electron]] di chuyển trong các [[Đèn điện tử chân không|ống chân không]]. Nếu một ống kính chân không được trang bị với hai [[điện cực]] và dưới một mức [[Điện thế|điện áp]] nhất định, tia âm cực di chuyển từ cực âm sang cực dương, do các hạt electron phát ra từ và đi vuông góc với cực âm (điện cực kết nối với cực âm của thiết bị cấp điện áp). Trên đường đi của tia âm cực nếu đặt một chong chóng nhẹ thì chong chóng quay, chứng tỏ tia âm cực là chùm hạt vật chất có khối lượng và chuyển động với vận tốc rất lớn.
Khi cho tia âm cực đi vào giữa hai bản điện cực mang điện tích trái dấu, tia âm cực lệch về phía cực dương, chứng tỏ tia âm cực là chùm hạt mang điện tích âm.<ref>Joseph F. Keithley '' The story of electrical and magnetic measurements: from 500 B.C. to the 1940s'' John Wiley and Sons, 1999 ISBN 0-7803-1193-0, page 205</ref>
 
Tia âm cực được nhà vật lý Đức [[Johann Hittorf]] quan sát thấy lần đầu vào năm 1869, và được đặt tên vào năm 1876 bởi [[Eugen Goldstein]] kathodenstrahlen, hay tia âm cực<ref>E. Goldstein (May 4, 1876) [https://books.google.com/books?id=7-caAAAAYAAJ&pg=PA279#v=onepage&q&f=false "Vorläufige Mittheilungen über elektrische Entladungen in verdünnten Gasen"] (Preliminary communications on electric discharges in rarefied gases), ''Monatsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin'' (Monthly Reports of the Royal Prussian Academy of Science in Berlin), 279-295. From page 286: "''13. Das durch die Kathodenstrahlen in der Wand hervorgerufene Phosphorescenzlicht ist höchst selten von gleichförmiger Intensität auf der von ihm bedeckten Fläche, und zeigt oft sehr barocke Muster.''" (13. The phosphorescent light that's produced in the wall by the cathode rays is very rarely of uniform intensity on the surface that it covers, and [it] often shows very baroque patterns.)</ref><ref>Joseph F. Keithley ''The story of electrical and magnetic measurements: from 500 B.C. to the 1940s'' John Wiley and Sons, 1999 {{ISBN|0-7803-1193-0}}, page 205</ref> .[[Electron]] lần đầu tiên được phát hiện là các thành phần của tia âm cực. Năm 1897 nhà vật lý người Anh [[Joseph John Thomson|J.J. Thomson]] đã chỉ ra rằng các tia này được tạo ra bởi một loại hạt mang điện tích âm trước đó chưa được biết trước đó, sau này được đặt tên là electron. Các [[ống tia âm cực]] (CRT) sử dụng chùm electron tập trung bị lệch bởi điện trường hoặc từ trường để tạo ra hình ảnh trên màn hình tivi.
Tia âm cực được nhà vật lý Đức [[Johann Hittorf]] quan sát thấy lần đầu vào năm 1869, và được đặt tên vào năm 1876 bởi Eugen Goldstein kathodenstrahlen, hay tia âm cực.
 
[[Electron]] lần đầu tiên được phát hiện là các thành phần của tia âm cực. Năm 1897 nhà vật lý người Anh [[Joseph John Thomson|J.J. Thomson]] cho thấy các tia này được tạo ra bởi một loại hạt mang điện tích âm trước đó chưa được biết.
==Đặc điểm==
Trong'''Tia nhữngâm ốngcực''' được đặt tên như vậy vì chúng được phát ra bởi điện cực âm, hay [[Cathode|catốt]], trong một [[Đèn điện tử chân không|ống chân không]]. Để giải phóng [[electron]] vào ống, trước tiên chúng phải được tách ra khỏi các [[nguyên tử]] của cực âm. Trong các [[ống chân không thờicatốt]] kỳlạnh đầu tiên , được gọi là [[ống Crookes]] , điều này đã được thực hiện bằng cách sử dụng một hiệu [[điện thế]] cao giữahàng cácngàn [[Vôn|volt]] giữa [[Anode|cực dương]] và cực âm để [[Điện li|ion hóa]] các nguyên tử khí còn lại trong ống;. cácCác [[ion]] dương được [[gia tốc]] bằngbởi [[điện trường]] về thoátphía cáccực electronâm, và khi chúng va chạm với nó, chúng đánh bật các electron ra nếu bề mặt của nó; đây là những tia cực âm. Ống chân không hiện đại sử dụng khí[[phát thoátxạ thermionicnhiệt]], trong đó cực âm được làm bằng một sợi dây mảnhtóc mỏng được hunđốt nóng bằngbởi một dòng điện riêng biệt đi qua nó. [[Nhiệt năng|Chuyển động động nhiệt]] ngẫu nhiên gia tăng lên của cácdây electrontóc làmđẩy táchcác electron ra khỏi các nguyên tử trên bề mặt củadây sợi và đitóc, vào không gian có gần như [[chân không]] trongcủa ống.
Tia âm cực được đặt tên như thế vì nó được phát ra từ các điện cực âm hay catốt trong ống chân không. Để giải phóng electron vào ống chân không chúng phải được tách ra từ các [[nguyên tử]] của catốt.
 
Trong những ống âm cực chân không thời kỳ đầu, gọi là [[ống Crookes]], điều này đã được thực hiện bằng cách sử dụng một hiệu điện thế cao giữa các cực dương và cực âm ion hóa khí dư trong ống; các ion được gia tốc bằng [[điện trường]] và thoát các electron khi va chạm với cực âm. Ống chân không hiện đại sử dụng khí thoát thermionic, trong đó cực âm được làm bằng một sợi dây mảnh được hun nóng bằng một dòng điện riêng biệt đi qua nó. Chuyển động động nhiệt ngẫu nhiên gia tăng của các electron làm tách electron ra khỏi các nguyên tử trên bề mặt của sợi và đi vào không gian có gần như chân không trong ống.
Do các electron có điện tích âm, chúng bị đẩy lại bởi cực âm đẩy ra và bị hút vàovề cực dương. ChúngHọ đi theo đường thẳng qua ống gần như chân khôngrỗng. [[Điện áp]] đặt giữa các điện cực làm tăng tốc các hạt có [[khối lượng]] nhỏthấp đểnày tăng lên [[vận tốc]] cao. Tia âm cực không nhìn thấy đượchình, nhưng sự hiện diện của chúng lần đầu tiên được phát hiện trong các ống chân không ban đầu khi chúng bắn pháva vào các bức tườngthành kính của ống, kích thích các electronnguyên tử của thủy tinh và làm chokhiến chúng phát ra [[ánh sáng]], ánhphát sáng được gọi là [[huỳnh quang]]. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng các vật thể được đặt trong ống ở phía trước của cực âm có thể tạo ra bóng đen trên thànhbức ống đangtường phát sáng, và nhận ra rằng một cáithứ gì đó phải đi theo đường thẳng từ cực âm. Sau khi các điện tửelectron đến cực dương, chúng đi qua dây điện cực dương đểđến cungnguồn cấp năng lượngđiện và trở vềlại cực âm, vì vậy các tia cực âm cực mang dòng điện đi qua trong lòng ống.
 
Dòng điện trong chùm tia âm cực qua một ống chân không có thể được kiểmđiều soátkhiển bằng cách cho nó đi qua một màn hình dây kim loại của dây ( lưới ) giữa mộtcực điệnâm áp nhỏcực dương, được đặt một điện áp lênâm nhỏ. [[Điện trường]] của các dây dẫn làm lệch hướng một số electron, ngăn ngừa chúng tiếp cận cực dương. Lượng dòng điện đi đếnqua cực dương phụ thuộc vào điện áp trên lưới. Do vậyđó, một điện áp nhỏ trên lưới điện có thể được thựctạo hiệnra để kiểmđiều soát mộtkhiển điện áp lớn hơn nhiều trên anodecực dương. Đây là nguyên tắc được sử dụng trong các ống chân không để khuếch đại tín hiệu điện. TiaCác âm[[triôt]] cựcống chân không phát triển từ năm 1907 đến năm 1914 là các [[thiết bị điện tử]] đầu tiên có thể khuếch đại, và vẫn còn được sử dụng trong một số ứng dụng như máy phát [[vô tuyến]] điện . Các chùm tia catốt tốc độ cao cũng có thể được dẫnđiều hướngkhiểnthaođiều táckhiển bằng các điện trường được tạo ra bởi các tấm [[kim loại]] bổ sung trong ống được đặt điện áp được áp dụng, hoặc [[từ trường]] được tạo ra bởi các cuộn dây của dây ( [[nam châm điện]] ). Chúng được sử dụng trong các ống tia âm cực, trong tiđược vitìm thấy trong [[Truyền hình|TV]] và màn hình [[máy tính]], và trong [[kính hiển vi]] điện tử]] .
{{expand}}
 
== Lịch sử ==
Sau phát minh năm 1654 về [[máy bơm chân không]] của [[Otto von Guericke]] , các nhà vật lý bắt đầu thử nghiệm truyền [[điện cao áp]] qua [[khí hiếm]] . Năm 1705, người ta đã lưu ý rằng tia lửa điện của [[máy phát tĩnh điện]] di chuyển một khoảng cách dài hơn qua [[áp suất không khí]] thấp hơn là qua [[áp suất khí quyển]].
 
=== Ống chân không ===
Năm 1838, [[Michael Faraday]] đặt một điện áp cao giữa hai [[điện cực]] kim loại ở hai đầu của một ống thủy tinh đã được sơ tán một phần không khí và nhận thấy một vòng cung [[ánh sáng]] kỳ lạ bắt đầu ở cực âm (điện cực dương) và đầu của nó nằm ở cực dương (điện cực âm). <ref>Michael Faraday (1838) [https://books.google.com/books?id=ypNDAAAAcAAJ&pg=PA125#v=onepage&q&f=false "VIII. Experimental researches in electricity. — Thirteenth series.,"] ''Philosophical Transactions of the Royal Society of London'', '''128''' : 125-168.</ref> Vào năm 1857, nhà vật lý và thợ thổi thủy tinh người Đức [[Heinrich Geissler]] đã hút không khí ra nhiều hơn bằng một máy bơm cải tiến, đến áp suất khoảng 10 <sup>3</sup> atm và thấy rằng, thay vì một vòng cung, một ánh sáng lấp đầy ống. Điện áp đặt giữa hai điện cực của các ống, được tạo ra bởi một cuộn dây cảm ứng , nằm ở giữa một vài [[Vôn|kV]] và 100 kV. Chúng được gọi là [[ống Geissler]] , tương tự như các dấu hiệu về ánh sáng [[neon]] ngày nay .
 
Các ống Geissler có đủ không khí trong đó mà các [[electron]] chỉ có thể di chuyển một quãng đường nhỏ trước khi va chạm với một [[nguyên tử]]. Các electron trong các ống này chuyển động trong một quá trình [[khuếch tán]] chậm , không bao giờ đạt được tốc độ lớn, vì vậy các ống này không tạo ra tia âm cực. Thay vào đó, họ tạo ra một luồng phát sáng đầy màu sắc (như trong [[ánh sáng neon]] hiện đại ), gây ra khi các electron tấn công các nguyên tử khí, kích thích các electron quỹ đạo của chúng lên mức năng lượng cao hơn. Các electron giải phóng năng lượng này dưới dạng [[ánh sáng]]. Quá trình này được gọi là [[huỳnh quang]] .
 
==Ứng dụng==