Katodno zračenje: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Otvorio Katodno zračenje |
Nadopunio Katodno zračenje |
||
Redak 2:
[[datoteka:Katódsugarak mágneses mezőben(4).jpg|mini|desno|250px|Ukoliko se primakne [[magnet]] [[Crookesova cijev|Crookesovoj cijevi]], katodne zrake se saviju.]]
{{multiple image
| align = right
| direction = vertical
| header =
| image1 = Glow discharge regions.jpg
| caption1 =
| width1 = 250
| image2 = Electric glow discharge schematic.png
| caption2 =
| width2 = 250
| footer = [[Crookesova cijev]] prikazuje različita područja električnog izbijanja u razrijeđenim [[plin]]ovima.
}}
[[datoteka:Glow discharge current-voltage curve English.svg|mini|desno|250px|Dijagram [[električni napon]]-[[jakost električne struje]] koji prikazuje of električni izboj plina [[neon]]a kod [[tlak]]a od 0,001 [[Bar (jedinica)|bar]], s dvije [[elektroda|elektrode]] razmaknute 500 mm:<br/>
A: slučajni izboji uzrokovani [[Kozmičke zrake|kozmičkim zračenjem]]<br/>
B: struja zasićenja<br/>
C: Townsend ([[lavina]]) izboj<br/>
D: samoodrživi Townsend izboj<br/>
E: nestabilno područje: [[korona (elektricitet)|koronalni izboj]]<br/>
F: podnormalna tinjava svjetlost<br/>
G: normalna tinjava svjetlost<br/>
H: iznadnormalna tinjava svjetlost<br/>
I: nestabilno područje: prijelaz u električni luk<br/>
J: [[električni luk]]<br/>
K: električni luk<br/>
'''A-D područje: tamni izboj'''; pojava [[ionizacija|ionizacije]], struja ispod 10 mikro[[amper]]a.<br/>
'''F-H područje: tinjava svjetlost'''; [[plazma]] emitira [[Tinjalica|tinjavu]] svjetlost. <br/>
'''I-K područje: električni luk'''; velika količina [[zračenje|zračenja]] se stvara.]]
[[datoteka:Geissler tubes (switched on).jpg|mini|desno|250px| Suvremena izrada [[Geisslerova cijev|Geisslerove cijevi]].]]
[[datoteka:hvtubes.jpg|mini|desno|250px|Dvije visokonaponske ispravljačke [[Elektronska cijev|elektronske cijevi]] koje mogu stvoriti [[rendgensko zračenje]].]]
'''Katodno zračenje''' (ponekad i '''katodne zrake''') je struja [[elektron]]a koji u [[cijev]]ima s [[plin]]skim [[Električni izboj|izbojem]] ili u [[Elektronska cijev|elektronskim cijevima]] teče od [[Električni naboj|električki negativne]] [[Katoda|katode]] prema električki pozitivnoj [[anoda|anodi]]. Može se usmjeravati s pomoću [[magnetsko polje|magnetskog]] ili [[električno polje|električnog polja]], na primjer u [[osciloskop]]ima. Rabi se za dobivanje [[rendgensko zračenje|rendgenskoga zračenja]] i drugog. <ref> '''katodno zračenje''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=30898] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref>
== Električno izbijanje u razrijeđenim plinovima ==
== Katodna cijev ==▼
[[Plin]]ovi i [[Para|pare]] su loši [[Električni vodič|vodiči]] [[elektricitet]]a kod običnog [[tlak]]a i niskog [[električni napon|električnog napona]]. Tek onda kad se približe dva tijela, između kojih postoji visoki napon od nekoliko tisuća [[volt]]i, preskočit će električna iskra. Tako je na primjer [[zrak]] kod običnog tlaka vrlo loš vodič elektriciteta, pa za preskok iskre treba vrlo veliki napon, oko 30 000 V po centimetru duljine iskre.
U razrijeđenim plinovima pojave električnog pražnjenja su savim drugačije. Uzme se [[staklo|staklena]] cijev koja je cjevčicom spojena sa [[Vakuumska sisaljka|zračnom sisaljkom]]. Staklena cijev duga je oko 400 mm, promjera 40 mm i ispunjena zrakom. Cijev se postepeno isisava zračnom sisaljkom. Na krajevima [[cijev]]i nalaze se polne [[elektroda|elektrode]]. Pozitivna elektroda ili [[anoda]] sastoji se od tanke [[aluminij]]ske niti, a negativna elektroda ili [[katoda]] je okrugla aluminijska pločica. Elektrode se mogu spojiti s [[Proizvodnja električne energije|izvorom struje]] visokog [[napon]]a. Dok je [[zrak]] još pod [[Atmosferski tlak|atmosferskim tlakom]] od oko 1 [[Bar (jedinica)|bar]], u cijevi ne postoji nikakvo izbijanje. Kod razrjeđenja od 0,05 bara pojavi se između polova tanka vijugava, plavkasta svijetla nit. Snizujemo li tlak i dalje, nit postaje sve šira, pa će kod tlaka od 0,001 bar ispuniti gotovo cijelu staklenu cijev, tako da ispred anode bude ljubičasta svjetlost koja se zove '''pozitivni stup svjetlosti'''. Na katodi se javlja tanki sloj plave svjetlosti koja se zove '''tinjava svjetlost'''. Između tinjave svjetlosti na katodi i pozitivnog stupa na anodi nalazi se tamno područje, takozvani '''Faradayev tamni prostor'''. Kod razjeđenja od 0,000 5 bara nestaje pozitivni stup svjetlosti, a negativna tinjava svjetlost dolazi gotovo do anode, dok se '''Crookesov tamni prostor''' proširuje. Kad tlak padne na 0,000 03 bara, nestaje i negativne tinjave svjetlosti, pa se izbijanje više ne vidi. Kod ovog razrjeđenja u cijevi iz katode izlaze zrake koje na staklenoj cijevi prouzrokuju svjetlucanje ([[fluorescencija]]). Te se zrake zovu [[katodne zrake]]. Kod razrjeđenja od 0,000 001 bar prestaje fluorescencija i svaki prolaz električne struje kroz razrijeđeni plin.
Sve ove pojave su posljedica [[ionizacija|ionizacije]] razrijeđenog zraka koju proizvode [[elektron]]i. U svakom se naime plinu, pa i u zraku, nalaze uz neutralne [[atom]]e i atomi s [[električni naboj|električnim nabojem]], takozvani [[ion]]i. Na te ione djeluje [[električno polje]] privlačnom [[sila|silom]] i nastaje [[gibanje]] pozitivnih iona prema katodi, a negativnih iona prema anodi. U dugačkim cijevima dobivaju ioni velike [[brzina|brzine]], a time i veliku [[kinetička energija|kinetičku energiju]], pa dolazi do [[Sraz|sudara]] s drugim [[molekula]]ma iz kojih izbijaju elektroni i tako stvaraju nove električne naboje. Svjetlosne pojave koje se javljaju u razrijeđenim plinovima iskorišćuju se kod različitih [[Električna rasvjeta|svjetiljki]]. Pozitivnu svjetlost iskorišćuju takozvane [[Fluorescentna cijev|fluorescentne cijevi]] koje se sve više upotrebljavaju za [[električna rasvjeta|električnu rasvjetu]] jer daju jaču [[svjetlost]] nego [[električna žarulja|električne žarulje]], a osim toga troše mnogo manje [[električna energija|električne energije]].
To su ravne staklene cijevi koje se izrađuju u duljinama od 230 do 1 500 mm s promjerom od 16 do 54 mm. Na svakom kraju cijevi nalazi se [[elektroda]], načinjena od [[volfram]]ove žice u obliku [[Spirala|spirale]]. Cijev je ispunjena [[argon]]om pod malim [[tlak]]om, i u njoj se nalazi mala kapljica [[živa|žive]]. Cijevi su fluoroscentne jer su s unutarnje strane premazane specijalnom masom koja se zove [[luminofor]]. Kako se u cijevi razvijaju [[ultraljubičaste zrake]], to luminofor [[Fluorescencija|fluorescira]] pod njihovim utjecajem. [[Boja]] svjetla koju daje cijev ovisi o materijalu koji je upotrijebljen kao luminofor. Mogu se postići različite boje svjetla, pa i posve bijelo svjetlo i svjetlo slično danjem. Za paljenje takve svjetiljke treba poseban upaljač ili starter i prigušnica. Kad se priključi na [[električni napon]], [[strujni krug]] je zatvoren preko upaljača (startera) fluoroscentne cijevi. Uslijed toka struje ugriju se elektrode. Nakon kratkog vremena upaljač prekida strujni krug. Kad se struja prekine, nastaje uslijed [[samoindukcija|samoindukcije]] prigušnice relativno veliki napon između elektroda. Zbog toga se cijev upali, pa je strujni krug zatvoren kroz cijev mimo upaljača, koji je otvoren.
Među svjetiljke na udarnu ionizaciju spadaju također [[Tinjalica|tinjalice]] koje iskorišćuju negativnu tinjavu svjetlost. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>
=== Katodne zrake ===
Ako se u cijevi s razrijeđenim zrakom [[tlak]] smanji ispod 0,000 025 [[Bar (jedinica)|bara]], pojavit će se takozvane katodne zrake. Tim povodom pozitivni ioni izbijaju svojim udarcima o katodu elektrone koji lete na suprotni kraj cijevi, i to okomito na površinu katode.
Katodne zrake su dakle rojevi [[elektron]]a u gibanju. One su nevidljive, ali svojim udarcima o neke tvari izazivaju svjetlucanje ([[Fluorescencija|fluorescenciju]]). Da se katodne zrake šire pravocrtno, može se pokazati pomoću takozvane [[Crookesova cijev|Crookesove cijevi]]. U cijevi se nalazi metalni križ koji služi kao zapreka širenju katodnih zraka. Zbog toga ćemo vidjeti na staklu nasuprot katodi usred zelene fluorescencije svjetlosti oštru sjenu križa. Ako katoda ima [[konkavan]] oblik, katodne zrake se mogu skoncemtrirati u jednoj točki. Stavimo li u tu točku platinski [[Lim (kovina)|lim]], on će se užariti do bijelog usijanja. Budući da katodne zrake predstavljaju struju brzih elektrona, to jest [[električna struja|električnu struju]], to na te zrake djeluje električno i [[magnetsko polje]], tako da ih otklanja iz pravca njihova [[gibanje|gibanja]].
Za ispitivanja otklona katodnih zraka služi [[Karl Ferdinand Braun|Braunova]] ili [[katodna cijev]]. U dugačkom staklenom cilindru nalazi se anoda, katoda i zaslon s malim otvorom kroz koji prolaze elektroni stvarajući tanak snop katodnih zraka. Taj snop zraka stvara na fluorescentnom zastoru svjetlu točku. Te se zrake prolazom kroz [[električni kondenzator]] otklanjaju prema pozitivnoj ploči kondenzatora, jer su katodne zrake naboji negativnog [[elektricitet]]a, a svijetla se točka pomakne u drugi položaj. Katodne zrake možemo također otkloniti i pomoću magnetskog polja koje stvara potkovasti magnet. Braunova cijev ima važnu ulogu u [[televizija|televiziji]].
▲=== Katodna cijev ===
{{Glavni|Katodna cijev}}
| |||