Hur produceras katodstrålar?

Katodstrålar alstras när en hög spänning appliceras mellan en katod och en anod i ett vakuumrör. Katoden är en negativt laddad elektrod, medan anoden är en positivt laddad elektrod. När spänningen appliceras emitteras elektroner från katoden och färdas mot anoden. Dessa elektroner kallas katodstrålar.

Produktionen av katodstrålar kan förklaras av den fotoelektriska effekten. När ljus träffar en metallyta kan det göra att elektroner emitteras från ytan. Detta beror på att energin från ljuskvanta (fotoner) överförs till elektronerna, vilket ger dem tillräckligt med energi för att övervinna metallatomernas attraktionskraft och fly från ytan.

I ett katodstrålerör värms katoden till en hög temperatur. Detta gör att elektroner emitteras från katodens yta genom termionisk emission. Termionisk emission är emissionen av elektroner från en het yta. Elektronerna som emitteras från katoden accelereras sedan mot anoden av den höga spänning som appliceras mellan elektroderna.

Katodstrålarna kan fokuseras till en stråle genom att använda ett magnetfält. Magnetfältet gör att elektronerna i katodstrålarna rör sig i en cirkulär bana. Cirkelns radie bestäms av magnetfältets styrka och elektronernas hastighet. Genom att justera styrkan på magnetfältet kan katodstrålarna fokuseras till en punkt.

Katodstrålar används i en mängd olika applikationer, inklusive tv-apparater, elektronmikroskop och röntgenapparater. I tv-apparater används katodstrålar för att skapa bilden på skärmen. I elektronmikroskop används katodstrålar för att förstora föremål. I röntgenapparater används katodstrålar för att producera röntgenstrålar.