من اين تصدر الاشعه المهبطيه
تصدر الاشعه المهبطيه من المهبط
الاشعه المهبطيه تعتبر مجرد حزمة من الإلكترونات التي يتم ملاحظتها من خلال أنبوب مفرغ، وحين يتم تسهيل أنبوب التفريغ أو الأنبوب الزجاجي المفرغ بقطبين كهربائيين وفولتية مرتفعة ، فبسبب انبعاث الإلكترونات التي تنتقل بصورة عمودية على القطب السالب ، يتم الاحتفاظ بالزجاج مقابل القطب السالب (أي ، الاشعه المهبطيه) للتوهج.
يتم تطبيق جهد كهربائي عالي بين الأنود و الاشعه المهبطيه لتأين الغاز المتبقي داخل الأنبوب. يتم تسريع الأيونات من خلال مجال كهربائي وتصطدم بالكاثود الذي يعرف بالإلكترونات ونظرًا لأن الإلكترونات مشحونة سالبة ، فإنها منفردة من الكاثود وتنجذب من خلال القطب الموجب.[1]
سميت الأشعة المهبطية بهذا الاسم لانها تنتج من المهبط
سميت الاشعه المهبطيه بهذا الاسم
لأنها تنتج من المهبط
فيكون الإشعاع المنبعث من الطرف السالب كما ذكرنا، الاشعه المهبطيه ويتم اكتشافه من خلال تمرير الكهرباء من خلال أنابيب زجاجية يتم تفريغ الهواء منها في الغالب، وكان أحد الأجهزة المستعملة للتحقيق في هذه الظاهرة هو أنبوب الاشعه المهبطيه، وهو رائد الأنبوب التليفزيوني، كما إنه أنبوب زجاجي تم إخلاء أغلب الهواء منه، وحين يتم توصيل الصفيحتين المعدنيتين بمصدر عالي الجهد ، فإن اللوح المشحون سالبًا ، والذي يسمى الاشعه المهبطيه، يصدر شعاعًا غير مرئي، ومن ثم يتم سحب شعاع الكاثود إلى صفيحة موجبة الشحنة ، تعرف بالأنود ، حيث تمر من خلال ثقب وتستمر في الانتقال إلى الطرف الآخر من الأنبوب، وحين يضرب الشعاع السطح المطلي بصورة خاصة، فإنه ينتج وميض قوي ، أو ضوء ساطع.[2]
تنتقل الاشعه المهبطيه في خطوط مستقيمة ولهذا السبب ، تلقي الاشعه المهبطيه بظلالها على أي جسم صلب متواجد في مسارها، وهي لا تتأثر بانتقال أشعة المسار الكاثود بموضع الأنود، تتكون الاشعه المهبطيه من جسيمات المادة ، وتملك الطاقة بحكم كتلتها وسرعتها، كما تعمل أشعة الكاثود على تشغيل عجلة مجداف عند وضعها داخل مسار هذه الأشعة أحد مثانة عجلة المجداف.
العالم الذي اكتشف الأشعة المهبطية من خلال أنبوب المهبطية
كانت تجربة أشعة الكاثود نتيجة لتجربة الفيزيائي الإنجليزي
جيه جيه طومسون أو “J.J. Thomson”
قاموا بتجربة أنابيب أشعة الاشعه المهبطيه وقد اكتشف في تجربته الإلكترونات وهي من أبرز الاكتشافات داخل تاريخ الفيزياء، وقد حصل حتى على جائزة نوبل في الفيزياء لهذا الاكتشاف وعمله في توصيل الكهرباء في الغازات.
ولكن مع الحديث عن التجربة فقد أخذ J.J. Thomson أنبوبًا مصنوعًا من الزجاج يحتوي على قطعتين من المعدن كقطب كهربائي. تعرض الهواء داخل الحجرة لجهد عالي وكهرباء تتدفق من خلال الهواء من القطب السالب إلى القطب الموجب.
أهمية طلاء الفلورسنت في أنبوب الأشعة المهبطية
- حين يضرب شعاع الإلكترون شاشة الفلورسنت ، فإنه ينتج نقطة مضيئة نتيجة للاشعة.
- يُعرف الأنبوب المفرغ الذي ينتج داخله جهاز الإسقاط الفلوري أثر شعاع إلكتروني منحرف بفعل المجالات المغناطيسية والكهربائية المستحثة باسم أنبوب أشعة الكاثود.
- تستعمل أنابيب الاشعه المهبطيه لتحويل إشارة كهربائية إلى صورة بصرية.
- يستخدم الفوسفور لإنشاء شاشة الفلورسنت.
- عندما يضربها الضوء في الفورسنت ينتج الضوء.[3]
- الشاشة المطلية بمادة الفوسفور تعمل كشاشة فلورية وكذلك شاشة فسفورية ولا يتم تصنيعها الآن بسبب مشاكل بيئية حيث أن الأنبوب الزجاجي فيه يحتوي على نسبة عالية من الرصاص المطلوب للحماية من الأشعة السينية وأسباب أخرى.
أهمية الشقوق في أنبوب الأشعة المهبطية
يعمل انبوب الاشعه المهبطيه على تكوين حزم الكترونات بحيث يتم إنبعاثالالكترونات من الاشعه المهبطيه وتتسارع هذه الالكترونات من خلال فرق الجهد وتمر عن طرييق الشقوق
لتكوين حزمة الشعاع
.
وقد أوضحت بعض الدراسات ان أنبوب الاشعه المهبطيه يعمل في تكوين حزمه من الالكترونات، التي تساهم في إنبعاث الالكترونات من الاشعه المهبطيه وتتصارح هذه الالكترونات من خلال فرق الجهد وتمر في الشقوق لتكوين حزم الاشعاع، ويتم استعمال أنبوب اشعه المهبط في انتاج مجال كهرومغناطيسي داخل اجهزه التلفاز وشاشات الحاسوب وهذا يهدف الى التحكم في إنحراف اشعه الالكترونات.
مكونات أنبوب الأشعة المهبطية
1. مسدس الكتروني:
مدفع الكتروني وهو مكون منسلسلة من العناصر ، بصورة أساسية بفتيل تسخين (مسخن) الاشعه المهبطيه، وقد ينشئ مدفع الإلكترون مصدرًا للإلكترونات التي تقوم على حزمة ضيقة موجهة إلى وجه أنبوب الاشعه المهبطيه.
2. قطب التحكم:
يستعمل في تشغيل وإيقاف شعاع الإلكترون.
3. نظام التركيز:
يستعمل في إنشاء صورة واضحة من خلال تركيز الإلكترونات داخل شعاع ضيق.
4. نير الانحراف:
يستعمل للتحكم في اتجاه شعاع الإلكترون، وإنه يخلق مجالًا كهربائيًا أو مغناطيسيًا يتسبب في ثني شعاع الإلكترون خلال مروره عبر المنطقة، في أنبوب الاشعه المهبطيه التقليدية، يرتبط المقرن بمولد مسح أو مسح ضوئي وهذا يخلق نير الانحراف المتصل بمولد الاجتياح جهدًا كهربائيًا أو مغناطيسيًا متذبذبًا.
5. غربال مطلي بالفوسفور:
السطح الأمامي الداخلي لكل امبوب للاشعه المهبطيه مغطى بالفوسفور، وقد يتوهج الفوسفور حين يضربهم شعاع إلكترون عالي الطاقة، الفسفور يعتبر المصطلح المستخدم لوصف الضوء المنبعث من الفوسفور بعد تعرضه لحزمة إلكترونية.[4]
أهم وأكثر الاسئلة تكراراً عن الأشعة المهبطية
أين يمكنك أن تجد أنبوب الاشعه المهبطيه؟
الاشعه المهبطيه عبارة عن تدفقات من الإلكترونات التي يتم ملاحظتها داخل الأنابيب المفرغة وهي تسمى أيضًا شعاع الإلكترون أو الحزمة الإلكترونية، وإذا كان أنبوب زجاجي مفرغ مزودًا بقطبين كهربائيين وتم تطبيق جهد كهربائي ، يُلاحظ أن الزجاج المقابل للقطب السالب يضيء من الإلكترونات المنبعثة من القطب السالب.
كيف وجد JJ Thomson الإلكترون؟
خلال عام 1897 قد اخترع طومسون الإلكترون عن طريق اللعب بأنبوب كروكس، أو الاشعه المهبطيه وقد أظهر أن الاشعه المهبطيه مشحونة سلبًا، وقد أدرك طومسون أن النموذج المقبول للذرة لا يفسر الجسيمات المشحونة سالبًا أو إيجابًا.
ما هي خصائص الاشعه المهبطيه؟
يتم تشكيلها في أنبوب مفرغ عبر القطب السالب ، أو الاشعه المهبطيه، وتتحرك باتجاه القطب الموجب، ويمرون مباشرة ويلقون بظلالهم الحادة، كما لديهم القوة ويمكنهم القيام بالمهمة، وقد تمنعهم المجالات الكهربائية والمغناطيسية ، ولديهم شحنة سالبة.
من اكتشف الاشعه المهبطيه؟
بدأت دراسات الاشعه المهبطيه خلال عام 1854 عندما تم تحسين الأنبوب المفرغ من خلال هاينريش جيسلر ، النافخ الزجاجي والمساعد الفني للفيزيائي الألماني يوليوس بلوكر، وفي عام 1858 ، اكتشف بلوكر الاشعه المهبطيه من خلال إحكام غلق قطبين كهربائيين داخل الأنبوب، وإخلاء الهواء وإجباره بين التيار الكهربائي للإلكترود.
ما هو الغاز المستخدم في تجربة الاشعه المهبطيه؟
للحصول على نتائج أفضل في تجربة أنبوب الاشعه المهبطيه، يتم ملء أنبوب مفرغ (ضغط منخفض) بغاز الهيدروجين وهو أخف غاز (ربما أخف عنصر) عند التأين ، مما يعطي قيمة الشحنة القصوى لنسبة الكتلة (نسبة e / m = 1.76 × 10 ^ 11 كولوم لكل كجم).
ما هو لون شعاع الاشعه المهبطيه؟
أنبوب الاشعه المهبطيه (CRT) ، وهو أنبوب مفرغ ينتج صورًا عندما تصطدم أشعة الإلكترون بسطحه الفسفوري، ويمكن أن تكون الاشعه المهبطيه أحادية اللون وباستخدام مدفع إلكترون واحد أو ملونة وتستخدم عادةً ثلاثة مسدسات إلكترونية لإنتاج صور حمراء وخضراء وزرقاء تقدم صورة متعددة الألوان عند دمجها.
كيف تتشكل الاشعه المهبطيه؟
تأتي أشعة الاشعه المهبطيه وهي مشحونة سالبًا، فتلك الأشعة تصطدم وتؤين عينة الغاز داخل الحاوية، وتنتقل الإلكترونات التي تم طردها من تأين الغاز إلى القطب الموجب. هذه الأشعة عبارة عن إلكترونات يتم إنتاجها بالفعل من تأين الغاز داخل الأنبوب.[5]