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陰極射線管
1676年,法國(guó)的良卡德在晚上移動(dòng)水很氣壓計(jì)時(shí),發(fā)現(xiàn)了“水銀熒光”現(xiàn)象,當(dāng)氣壓計(jì)中水銀振蕩時(shí),在托里拆利真空部位會(huì)發(fā)出閃光。
1705年前后,豪克斯比對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。他得出結(jié)論說,只有在部分真空中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦?xí)r才會(huì)出視熒光。1838年,法拉第改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置,抽去玻璃中的空氣,并以兩根黃銅棒作電極分別焊到管子的兩端,通電后有光流從陽極射出,陰極也發(fā)出微弱的輝光。由于當(dāng)時(shí)所能得到的真空度只有7%。個(gè)大氣壓,所以未能獲得更多的發(fā)現(xiàn)。
1857年,德國(guó)的儀器技工蓋斯勒成功地把白金電極裝進(jìn)玻璃管,并得到了萬分之一大氣壓的真空度。1858年,德國(guó)物理學(xué)家普呂克利用“蓋斯勒管”研究氣體放電時(shí)輝光現(xiàn)象會(huì)隨著磁場(chǎng)的變化而改變其形狀。普呂克的學(xué)生希托夫進(jìn)一步把真空度提高到十萬分之一個(gè)大氣壓,1869年他發(fā)現(xiàn),如果置物體于陰極和產(chǎn)生熒光的管壁之間,物體就會(huì)產(chǎn)生清晰的影子,這表明了射線起源于陰極。后來德國(guó)物理學(xué)家哥爾德斯坦稱這種射線為“陰極射線”。希托夫還證明射線是沿直線前進(jìn)的。
1891年赫茲發(fā)現(xiàn)了陰極射線能夠穿透金屬薄片。此后勒納德為陰極射線管開了一個(gè)0.000265厘米厚鋁箔的窗口,把陰極射線引到管外空間,使幾厘米遠(yuǎn)處的熒光屏發(fā)出熒光。
1871年,瓦萊發(fā)現(xiàn)陰極射線能為磁鐵偏轉(zhuǎn),是帶負(fù)電的。1878年克魯克斯得到了百萬分之一個(gè)大氣壓的“克魯克斯管”。他在實(shí)驗(yàn)中不僅驗(yàn)證了陰極射線是帶電的,還發(fā)現(xiàn)陰極射線具有熱效應(yīng)并具有動(dòng)量。
英國(guó)物理學(xué)家湯姆遜 1897年向英國(guó)皇家學(xué)院做了題為《陰極射線》的報(bào)告。湯姆遜應(yīng)用磁性彎曲技術(shù),從測(cè)定陰極射線束的曲率半徑著手,推導(dǎo)出陰極射線的質(zhì)荷比,從而證實(shí)了陰極射線是帶負(fù)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。后來被用于示波器上,使復(fù)雜的波形得以顯示。30年代,被用在第一臺(tái)電子顯微鏡上。今天,它除了廣泛應(yīng)用于各種科學(xué)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。