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阴极射线

 一天一招 2014-09-04

阴极射线是在真空管中可以观察到的电子流。真空管是一个被抽成真空的、装有两个电极(一个阳极和一个阴极)的玻璃管。阴极被加热后,其释放出来的电子会像射线一样飞往阳极。假如阳极后面的玻璃片覆有磷光物质的话,它会发光。阴极与阳极之间的金属板会在磷光玻璃板上留下影子。这说明磷光是由阴极发射出来的粒子打到磷光板上后发出的。这些粒子直线地从阴极飞到阳极,并飞过阳极一段距离。

当装有2个电极的玻璃管(cathode ray tube)里的空气被抽到相当稀薄的时候,在2个电极间加上几千伏的
电压,这时在阴极对面的玻璃壁上闪烁着绿色的辉光,可是并没有看到从阴极上有什么东西发射出来。
当在阴极和对面玻璃壁之间放置障碍物时,玻璃壁上就会出现障碍物的阴影;若在它们之间放一个可以转动的小叶轮,小叶轮就会转动起来。看来确实从阴极发出一种看不见的射线,而且很像一种粒子流。在人们还没有弄清楚这种射线的庐山真面目之前,只好将它称为“阴极射线”。
关于阴极射线的本质,当时在国际上有两种截然不同的意见。大多数英国物理学家(如J.J.汤姆孙)认为阴极射线是一种带电的粒子流,因为它可以被电场或磁场偏转。汤姆孙等英国物理学家由实验中还测得阴极射线速度比光速小2个数量级。19世纪90年代初,德国物理学家由实验中得知,阴极射线甚至可以穿透薄金属箔,据此他们认为阴极射线不可能是粒子流

阴极射线是在真空管中可以观察到的电子流。真空管是一个被抽成真空的、装有两个电极(一个阳极和一个阴极)的玻璃管。

阴极被加热后,其释放出来的电子会像射线一样飞往阳极。假如阳极后面的玻璃片覆有磷光物质的话,它会发光。阴极与阳极之间的金属板会在磷光玻璃板上留下影子。这说明磷光是由阴极发射出来的粒子打到磷光板上后发出的。这些粒子直线地从阴极飞到阳极,并飞过阳极一段距离。

在阴极射线是不是带电这个问题上,开始时英国物理学家汤姆孙和德国物理学家赫兹做了同样的实验,也观察到同样的结果。我们来听听汤姆孙本人对这一段经历的回忆吧:“我使阴极射线偏转的第一次尝试是使它通过固定在放电管内的2个平行板之间的空间,并且在平行金属板之间加上一个电场。结果没有产生任何持续的偏转。”
对于这样一个同样的实验结果,赫兹简单而错误地得出了以下的结论:阴极射线是不带电的。而汤姆孙没有简单从事,他进行了更加深入的分析和思考,终于找到了问题的症结所在。他在《回忆与感想》一书中继续回忆说:“偏转之所以没有出现是由于气体存在(压力太高),因此要解决的问题是获得更高度的真空。而这一点说起来比做起来容易得多。”
汤姆孙继续对阴极射线进行深入的研究,1897年终于完成了他那闻名于世的测定出电子比荷的实验。

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