Objectifs d’apprentissage
- Décrire le fonctionnement du tube de Crooke.
- Décrire les expériences qui ont montré que les rayons cathodiques avaient une masse.
De quel âge pensez-vous que ce téléviseur soit ?
Le téléviseur vu ci-dessus est de plus en plus difficile à trouver de nos jours. La raison principale est qu’ils sont plus anciens et basés sur une technologie dépassée. Les nouveaux téléviseurs sont des technologies à écran plat qui prennent moins de place et donnent une meilleure qualité d’image, surtout avec l’arrivée de la diffusion haute définition.
La technologie utilisée dans les anciens téléviseurs utilisait des tubes cathodiques. Un faisceau d’électrons était projeté vers un tube cathodique qui était traité pour réagir avec les électrons et produire une image. Des dispositifs CRT similaires étaient utilisés dans les moniteurs d’ordinateurs, aujourd’hui également remplacés par des moniteurs à écran plat.
Découverte de l’électron
La première découverte d’une particule subatomique était le résultat d’expériences sur la nature de la relation entre l’électricité et la matière.
Rayons cathodiques
Le premier prototype de tube cathodique a été développé par Heinrich Geissler, un souffleur de verre et physicien allemand. Il a utilisé une pompe à mercure pour créer un vide dans un tube. Geissler a exploré un certain nombre de techniques pour éliminer l’air du tube et empêcher les fuites, ainsi que des moyens d’obtenir de bonnes connexions des fils dans les tubes.
En 1878, Sir William Crookes, un scientifique britannique, a montré les premiers rayons cathodiques en utilisant une modification de l’appareil de Geissler. Sa principale contribution à la construction du tube a été de développer des moyens d’évacuer presque tout l’air du tube. Crookes a également réalisé de nombreuses expériences à l’aide d’un équipement plus fiable afin de confirmer les découvertes antérieures sur les propriétés des rayons cathodiques. Il découvrit deux choses qui confortaient l’hypothèse que le rayon cathodique était constitué d’un flux de particules :
- Lorsqu’un objet était placé entre la cathode et l’extrémité opposée du tube, il projetait une ombre sur le verre. L’ombre provoquée par l’objet indique que les particules étaient bloquées sur leur chemin de la cathode à l’anode.
- Un tube cathodique a été construit avec un petit rail métallique entre les deux électrodes. Fixée au rail, il y avait une roue à aubes capable de tourner le long du rail. Lors de la mise en marche du tube cathodique, la roue tournait de la cathode vers l’anode. Remarquez que la cathode et l’anode sont positionnées de manière à ce que les rayons frappent le sommet de la roue à aubes. Crookes en conclut que le rayon cathodique était constitué de particules qui devaient avoir une masse.
Figure 1. Le tube cathodique a été inventé pour la première fois par Sir William Crookes.
Plus de recherches avec le tube de Crookes
Les travaux de Crookes ont ouvert la porte à un certain nombre de découvertes importantes. D’autres scientifiques ont pu démontrer que le « rayon cathodique » était en fait un flux d’électrons. En 1897, Karl Ferdinand Braun a mis au point le premier oscilloscope, en utilisant un tube cathodique pour voir une impulsion électrique pendant son passage dans l’instrument. L’invention de la télévision n’aurait pas été possible sans le tube cathodique. Des travaux avec un système modifié ont conduit à la découverte des rayons X en 1895 par le physicien allemand Wilhelm Roentgen. This simple device has led to major advances in science and technology.
Summary
- The cathode ray tube was first invented by Sir William Crookes.
- Experiments showed that the rays had mass.
Practice
Use the link below to answer the following questions:
http://www.madehow.com/inventorbios/92/William-Crookes.html
- What did Crookes start to study in college?
- Who changed his mind and what did he then focus on?
- What element did Crookes discover?
- What did Crookes think was happening in the tube?
Review
- Who developed the first cathode ray tube?
- What improvement did Crookes make to the cathode ray tube?
- How did Crookes show there were particles being emitted?
- What did Karl Ferdinand Braun invent?
- What did Wilhelm Roentgen invent?
Glossary
- Crookes: In 1878, Sir William Crookes, a British scientist, displayed the first cathode rays using a modification of the Geissler apparatus. His major contribution to construction of the tube was to develop ways to evacuate almost all the air from the tube.
- cathode ray: A stream of electrons.
- electron: A subatomic particle with a negative charge.