Lärandemål
- Beskriv hur Crookes rör fungerade.
- Beskriv experiment som visade att katodstrålar hade massa.
Hur gammal tror du att den här TV:n är?
TV:n som du ser ovan blir allt svårare att hitta nuförtiden. Den främsta anledningen är att de är äldre och bygger på föråldrad teknik. De nya tv-apparaterna är plattskärmsteknik som tar mindre plats och ger bättre bildkvalitet, särskilt med tillkomsten av högupplösta sändningar.
Tekniken i de äldre tv-apparaterna använde sig av katodstrålerör. En elektronstråle sprayades till ett bildrör som behandlades så att det reagerade med elektronerna för att producera en bild. Liknande CRT-enheter användes i datorskärmar, som nu också har ersatts av plattskärmsskärmar.
Elektronens upptäckt
Den första upptäckten av en subatomär partikel var ett resultat av experiment om karaktären av förhållandet mellan elektricitet och materia.
Katodstrålar
Den första prototypen av katodstråleröret utvecklades av Heinrich Geissler, en tysk glasblåsare och fysiker. Han använde en kvicksilverpump för att skapa ett vakuum i ett rör. Geissler utforskade ett antal tekniker för att avlägsna luft från röret och förhindra läckage, samt sätt att få bra anslutningar av trådarna i rören.
År 1878 visade Sir William Crookes, en brittisk vetenskapsman, de första katodstrålarna med hjälp av en modifiering av Geissler-apparaten. Hans viktigaste bidrag till konstruktionen av röret var att utveckla sätt att evakuera nästan all luft från röret. Crookes utförde också många experiment med mer tillförlitlig utrustning för att bekräfta tidigare upptäckter om katodstrålarnas egenskaper. Han upptäckte två saker som stödde hypotesen att katodstrålen bestod av en ström av partiklar:
- När ett föremål placerades mellan katoden och den motsatta änden av röret kastade det en skugga på glaset. Skuggan som orsakades av föremålet tyder på att partiklar blockerades på sin väg från katoden till anoden.
- Ett katodstrålerör konstruerades med en liten metallskena mellan de två elektroderna. På skenan satt ett paddelhjul som kunde rotera längs med skenan. När katodstråleröret startades roterade hjulet från katoden till anoden. Lägg märke till att katoden och anoden är placerade så att strålarna träffar toppen av paddelhjulet. Crookes drog slutsatsen att katodstrålen bestod av partiklar som måste ha massa.
Figur 1. Katodstråleröret uppfanns först av Sir William Crookes.
Fortsatt forskning med Crookesröret
Crookes arbete öppnade dörren till ett antal viktiga upptäckter. Andra forskare kunde visa att ”katodstrålen” i själva verket var en ström av elektroner. År 1897 utvecklade Karl Ferdinand Braun det första oscilloskopet och använde ett katodstrålerör för att se en elektrisk puls när den passerade genom instrumentet. Uppfinningen av televisionen skulle inte ha varit möjlig utan katodstråleröret. Arbetet med ett modifierat system ledde till att den tyske fysikern Wilhelm Roentgen upptäckte röntgenstrålarna 1895. 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.