Obiettivi di apprendimento
- Descrivere come funzionava il tubo di Crooke.
- Descrivere gli esperimenti che hanno dimostrato che i raggi catodici hanno massa.
Quanti anni pensi che abbia questo televisore?
Il televisore visto sopra sta diventando sempre più difficile da trovare in questi giorni. La ragione principale è che sono più vecchi e basati su una tecnologia obsoleta. I nuovi televisori sono a schermo piatto che occupano meno spazio e danno una migliore qualità dell’immagine, soprattutto con l’avvento delle trasmissioni ad alta definizione.
La tecnologia utilizzata nei vecchi televisori utilizzava tubi a raggi catodici. Un fascio di elettroni veniva spruzzato su un tubo catodico che veniva trattato per reagire con gli elettroni e produrre un’immagine. Dispositivi CRT simili erano usati nei monitor dei computer, ora sostituiti anche dai monitor a schermo piatto.
Scoperta dell’elettrone
La prima scoperta di una particella subatomica fu il risultato di esperimenti sulla natura della relazione tra elettricità e materia.
Raggi catodici
Il primo prototipo di tubo catodico fu sviluppato da Heinrich Geissler, un soffiatore di vetro e fisico tedesco. Usò una pompa a mercurio per creare il vuoto in un tubo. Geissler esplorò una serie di tecniche per rimuovere l’aria dal tubo e per prevenire le perdite, così come i modi per ottenere buone connessioni dei fili nei tubi.
Nel 1878, Sir William Crookes, uno scienziato britannico, mostrò i primi raggi catodici usando una modifica dell’apparato di Geissler. Il suo maggiore contributo alla costruzione del tubo fu quello di sviluppare modi per evacuare quasi tutta l’aria dal tubo. Crookes realizzò anche molti esperimenti usando attrezzature più affidabili per confermare le scoperte precedenti sulle proprietà dei raggi catodici. Scoprì due cose che supportavano l’ipotesi che il raggio catodico consistesse in un flusso di particelle:
- Quando un oggetto veniva posto tra il catodo e l’estremità opposta del tubo, esso proiettava un’ombra sul vetro. L’ombra causata dall’oggetto indica che le particelle venivano bloccate nel loro percorso dal catodo all’anodo.
- Un tubo a raggi catodici era costruito con una piccola guida metallica tra i due elettrodi. Attaccata alla rotaia c’era una ruota a pale in grado di ruotare lungo la rotaia. All’avvio del tubo catodico, la ruota ruota ruotava dal catodo verso l’anodo. Si noti che il catodo e l’anodo sono posizionati in modo che i raggi colpiscano la parte superiore della ruota a pale. Crookes concluse che il raggio catodico era fatto di particelle che devono avere massa.
Figura 1. Il tubo catodico fu inventato per la prima volta da Sir William Crookes.
Altre ricerche con il tubo di Crookes
Il lavoro di Crookes aprì la porta a una serie di importanti scoperte. Altri scienziati furono in grado di dimostrare che il “raggio catodico” era in realtà un flusso di elettroni. Nel 1897, Karl Ferdinand Braun sviluppò il primo oscilloscopio, usando un tubo catodico per vedere un impulso elettrico mentre passava attraverso lo strumento. L’invenzione della televisione non sarebbe stata possibile senza il tubo catodico. Il lavoro con un sistema modificato portò alla scoperta dei raggi X nel 1895 da parte del fisico tedesco 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.