簡介
陰極射線cathode ray
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緻發射、殘存氣體中正離子的轟擊或熱電子發射過程從陰極射出。
資料
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裡研究閃電現象時,也發現了這種射線。當裝有2個電極的玻璃管(cathode ray tube)裡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,可是并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?
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。看來确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,隻好将它稱為“陰極射線”。
關于陰極射線的本質,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J.J.湯姆孫)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曆的回憶吧:“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内的2個平行闆之間的空間,并且在平行金屬闆之間加上一個電場。結果沒有産生任何持續的偏轉。”
對于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,終于找到了問題的症結所在。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于氣體存在(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。”
湯姆孫繼續對陰極射線進行深入的研究,1897年終于完成了他那聞名于世的測定出電子比荷的實驗。



















