陰極射線
| 陰極射線 |
陰極射線(英語: cathode ray )，是在1858年利用低壓氣體放電管研究氣體放電時發現的。1897年約瑟夫·約翰·湯姆遜根據放電管中的陰極射線在電磁場和磁場作用下的軌跡確定陰極射線中的粒子帶負電，並測出其荷質比，這在一定意義上是歷史上第一次發現電子，12年後美國物理學家羅伯特·安德魯·密立根用油滴實驗測出了電子的電荷。
目錄
簡介
從低壓氣體放電管陰極發出的電子在電場加速下形成的電子流。陰極可以是冷的也可以是熱的，電子通過外加電場的場致發射、殘存氣體中正離子的轟擊或熱電子發射過程從陰極射出。陰極射線應用廣泛。電子示波器中的示波管、電視的顯像管、電子顯微鏡等都是利用陰極射線在電磁場作用下偏轉、聚焦以及能使被照射的某些物質,如硫化鋅發熒光的性質工作的.高速的陰極射線打在某些金屬靶極上能產生X射線，可用於研究物質的晶體結構。陰極射線還可直接用於切割、熔化、焊接等。克魯克斯陰極射線管在倫琴發現X射線的過程中起了重要的作用，那麼陰極射線是一種什麼射線呢？陰極射線是德國物理學家尤利烏斯·普呂克在1858年進行低壓氣體放電研究的過程中發現的。稍後，英國物理學家克魯克斯在實驗室里研究閃電現象時，也發現了這種射線。當裝有2個電極的玻璃管(cathode ray tube)里的空氣被抽到相當稀薄的時候，在2個電極間加上幾千伏的電壓，這時在陰極對面的玻璃壁上閃爍着綠色的輝光，可是並沒有看到從陰極上有什麼東西發射出來。這究竟是怎麼一回事呢？
評價
這種現象引起許多科學家的濃厚興趣，進行了很多實驗研究。當在陰極和對面玻璃壁之間放置障礙物時，玻璃壁上就會出現障礙物的陰影；若在它們之間放一個可以轉動的小葉輪，小葉輪就會轉動起來。看來確實從陰極發出一種看不見的射線，而且很像一種粒子流。在人們還沒有弄清楚這種射線的廬山真面目之前，只好將它稱為「陰極射線」。這個名字是由德國物理學家戈爾德施泰因（又譯 戈德斯坦）命名的。關於陰極射線的本質，當時在國際上有兩種截然不同的意見。大多數英國物理學家（如約瑟夫·約翰·湯姆遜）認為陰極射線是一種帶電的粒子流，因為它可以被電場或磁場偏轉。湯姆孫等英國物理學家由實驗中還測得陰極射線速度比光速小2個數量級。19世紀90年代初，德國物理學家由實驗中得知，陰極射線甚至可以穿透薄金屬箔，據此他們認為陰極射線不可能是粒子流。在陰極射線是不是帶電這個問題上，開始時英國物理學家湯姆孫和德國物理學家赫茲做了同樣的實驗，也觀察到同樣的結果。我們來聽聽湯姆孫本人對這一段經歷的回憶吧：「我使陰極射線偏轉的第一次嘗試是使它通過固定在放電管內的2個平行板之間的空間，並且在平行金屬板之間加上一個電場。結果沒有產生任何持續的偏轉。」對於這樣一個同樣的實驗結果，赫茲簡單而錯誤地得出了以下的結論：陰極射線是不帶電的。而湯姆孫沒有簡單從事，他進行了更加深入的分析和思考，終於找到了問題的癥結所在。他在《回憶與感想》一書中繼續回憶說：「偏轉之所以沒有出現是由於氣體存在（壓力太高），因此要解決的問題是獲得更高度的真空。而這一點說起來比做起來容易得多。」。[1]