فرغ تومسون أنبوب الأشعة المهبطية من الهواء بسبب، أنبوب أشعة الكاثود هو جهاز ينتج كمية كبيرة من الإلكترونات على شكل شعاع، ويستخدم في أجهزة التتبع والرادارات، ولهذا فهو قادر على التحكم في القطب الموجب والقطب السالب للشحنات الكهربائية. .
- أشعة الكاثود هي أشعة الكاثود التي تخرج من أنبوب خاص عن طريق التفريغ الكهربائي، حيث تتأثر بالحرارة والمجال المغناطيسي، وإذا انخفض ضغط الغاز، فإن نسبتها تتراوح من 0.1 إلى 0.001 مم.
- أما فرق الجهد بين أقطاب المصادر الكهربائية، فيبلغ حوالي ألف فولت، وله كتلة عبر جزيئات المادة المتكونة داخل أنبوب أشعة الكاثود.
- يتكون أنبوب أشعة الكاثود من أنابيب زجاجية لسحب الهواء، بالإضافة إلى أنود موجب وكاثود سالب، بالإضافة إلى مولد لإنتاج حزم إلكترونية.
- كما تتكون من ملفات منحرفة للحصول على المجالات المغناطيسية بترددات منخفضة، بحيث يمكن للباحث تعديل اتجاهات التجربة، بالإضافة إلى استخدام شاشات مصنوعة من مواد فلورية أو شاشات فسفورية مما ينتج عنه ظهور ضوء يعبر عن حدوثه. من الاصطدامات بين الإلكترونات.
تجربة أشعة الكاثود طومسون
تساءل طلاب القسم العلمي عن تجربة طومسون لاكتشاف الإلكترونات من خلال أشعة الكاثود المعروفة باسم أشعة الكاثود، لذلك نناقش في هذه الفقرة خطوات تجربة طومسون بالتفصيل على النحو التالي
- في القرن التاسع عشر، أجرى العالم طومسون تجربة للكشف عن الإلكترونات من خلال أشعة الكاثود وجعلها تمر من الأقطاب الموجبة إلى القطبين السالبين، بحيث تبتعد الأشعة عن القطب السالب، وبالتالي يستطيع طومسون التعرف على كتلة الجسيمات. من خلال الأشعة التي انحرفت عن مسار المجال المغناطيسي.
- بدأ طومسون بأخذ صفيحتين من الشحنات المعاكسة كهربائياً ثم مراقبة مسار الجسيمات.
- لاحظ العالم أن أشعة الكاثود أو أشعة الكاثود كانت تتحرك بعيدًا عن الجزء السلبي من الصندوق الكهربائي باتجاه الجزء الموجب، مما يعني أن أشعة الكاثود تحمل شحنات سالبة تجعلها تنجذب مع القطب المقابل.
- أضاف طومسون مغناطيسًا للتجربة على كلا الجانبين، ثم لاحظ أن الأشعة كانت تبتعد عن المجال المغناطيسي، وبتكرار التجربة واستبدال المغناطيس بمعادن أخرى، لاحظ أن أشعة الكاثود لم تتحرك بعيدًا وبقيت ثابتة. .
- من خلال تلك التجربة، تمكن العلماء من صنع أجهزة تلفزيون تتكون من أشعة الكاثود التي تنعكس الإلكترونات على الشاشات، بالإضافة إلى تطوير أجهزة الراديو والرادارات.
استخدامات أشعة الكاثود
في هذا القسم نستعرض بالتفصيل استخدامات أشعة الكاثود، بالإضافة إلى ذكر الأجهزة التي ساهمت في اختراعها وتطويرها، وكل هذا على النحو التالي
- تُستخدم أشعة الكاثود في التجارب لتحديد عدد الشحنات المركبة، ووضع الأشعة عموديًا ورسم الإشارة الاهتزازية داخل الأنبوب.
- تستخدم أشعة الكاثود في كل من أجهزة الرادار وأجهزة التلفزيون، لأنها تساعد في التحكم في الأقطاب الكهربائية وتتسبب في انتقال الإلكترونات في خطوط منحرفة إلى الشاشة وتعكسها حتى ينبعث منها ضوء ساطع.
- بالإضافة إلى استخدامه في أجهزة الكمبيوتر، وذلك للحصول على المجالات المغناطيسية للتحكم في حزم الإلكترون.
- وتستخدم أشعة الكاثود في الراديو حيث تساهم الأشعة في انبعاث الأصوات بشكل واضح.
تتبع شعاع الإلكترون مسارًا مستقيمًا دون انحراف عند تحقيقه
بعد أن تعاملنا مع انكماش أنبوب شعاع الكاثود من الهواء بسبب طومسون في بداية المقال، قمنا بإدراج استكمال البيان بأن حزمة الإلكترون تتبع مسارًا مستقيمًا دون انحراف عند تحقيقها، في السطور التالية .
- تمكن العالم طومسون من استنتاج أن الإلكترونات يمكنها السفر في خط مستقيم وأثبت ذلك من خلال تجاربه.
- أخيرًا، خلص إلى أن الإلكترونات تتحرك في خط مستقيم عندما تصل القوة الكهربائية والقوة المغناطيسية إلى نفس الكتلة وعندما تتساوى القوتان في الكفاءة.
لقياس العلاقة بين شحنة الإلكترون وكتلته، استخدم طومسون
يعتبر العالم طومسون من أهم علماء الفيزياء في القرن التاسع عشر، حيث ساهمت اكتشافاته في تطوير البحث العلمي، وفي اختراع العديد من الأجهزة التي ساعدت البشرية بشكل كبير، لذلك نستعرض في هذه الفقرة لقياس تحميل العلاقة. الإلكترون إلى كتلته.
- وصل الفيزيائي طومسون، من خلال تجارب مختلفة، إلى نسبة شحنة الإلكترون إلى الكتلة عن طريق قياس عدد شحنات الإلكترون ومراقبة تدفق الأشعة داخل الأنبوب.
- ووضع صفائح كهربائية ومغناطيسية، ثم صنعها عموديًا، وعندما ابتعدت الأشعة عن مسارها، تم تحديد نسبة الشحنة وحُسبت كتلتها باستخدام صيغة E / M.
- حيث قسّم عدد شحنات الإلكترون على الكتلة الكلية، وبالتالي استطاع تحديد النسبة المئوية لشحنة الإلكترون والوصول إلى كتلته الحقيقية.
كيف يشكل أنبوب أشعة الكاثود شعاعًا إلكترونيًا؟
في هذا القسم، نناقش كيفية عمل أنبوب أشعة الكاثود لتكوين شعاع إلكتروني في الأسطر التالية.
- تتشكل حزمة الإلكترون عندما تزداد سرعة الإلكترون بفارق جهد ثم تمر عبر الأنبوب، وبالتالي تظهر حزمة من حزم الإلكترون.
- بالإضافة إلى ذلك، تتمتع أشعة الكاثود بخصائص متعددة مثل تأثرها بالمجالات المغناطيسية والكهربائية، لأنها تتكون من جزيئات المواد ذات الشحنات السالبة.
- لقد تحقق الفيزيائيون من دخول أشعة الكاثود إلى تركيبة المواد وحققت ذلك بسبب تشابه سلوكها مع الغاز المستخدم في الأنبوب، بالإضافة إلى تأثرها بدرجة الحرارة.
- تُعرف أشعة الكاثود أو أشعة الكاثود التي تنتقل في خط مستقيم من الكاثود، وهو الجزء السالب، إلى القطب الموجب، وهو الجزء الموجب. كما أن لها كتلة ولا تتغير على الرغم من تغير الغاز الموجود بداخلها.
أشعة الكاثود هي جزيئات مشحونة سلبًا.
بفضل أشعة الكاثود أو أشعة الكاثود، تمكن العلماء من ابتكار العديد من الأجهزة التكنولوجية وتطوير أخرى، وهذا هو السبب في أننا نقترب من قائمة أشعة الكاثود كجسيمات تحمل شحنة سالبة في تلك الفقرة على النحو التالي
- خلص الفيزيائي طومسون من خلال تجاربه إلى أن أشعة الكاثود لها شحنات سالبة، مما أدى إلى اكتشاف الإلكترون.
- حيث باستخدام أنبوب ووضع مولد كهربائي في كلا الطرفين، لاحظت خروج عدد كبير من الجسيمات سالبة الشحنة، والتي تُعرف بالإلكترونات، ولهذا أطلق علي طومسون لقب “أبو الإلكترون”.