Hvordan produseres katodestråler?

Katodestråler produseres når en høy spenning påføres mellom en katode og en anode i et vakuumrør. Katoden er en negativt ladet elektrode, mens anoden er en positivt ladet elektrode. Når spenningen påføres, sendes elektroner ut fra katoden og beveger seg mot anoden. Disse elektronene kalles katodestråler.

Produksjonen av katodestråler kan forklares med den fotoelektriske effekten. Når lys treffer en metalloverflate, kan det føre til at elektroner sendes ut fra overflaten. Dette er fordi energien til lyskvantene (fotonene) overføres til elektronene, og gir dem nok energi til å overvinne tiltrekningskraften til metallatomene og unnslippe fra overflaten.

I et katodestrålerør varmes katoden opp til høy temperatur. Dette fører til at elektroner sendes ut fra overflaten av katoden ved termionisk emisjon. Termionisk emisjon er utslipp av elektroner fra en varm overflate. Elektronene som sendes ut fra katoden akselereres deretter mot anoden av høyspenningen påført mellom elektrodene.

Katodestrålene kan fokuseres til en stråle ved å bruke et magnetfelt. Magnetfeltet får elektronene i katodestrålene til å bevege seg i en sirkulær bane. Sirkelens radius bestemmes av styrken til magnetfeltet og hastigheten til elektronene. Ved å justere styrken på magnetfeltet kan katodestrålene fokuseres til et punkt.

Katodestråler brukes i en rekke bruksområder, inkludert TV-apparater, elektronmikroskoper og røntgenmaskiner. I TV-apparater brukes katodestråler for å lage bildet på skjermen. I elektronmikroskoper brukes katodestråler til å forstørre objekter. I røntgenmaskiner brukes katodestråler for å produsere røntgenstråler.