Kako nastanejo katodni žarki?

Katodni žarki nastanejo, ko med katodo in anodo v vakuumski cevi deluje visoka napetost. Katoda je negativno nabita elektroda, medtem ko je anoda pozitivno nabita elektroda. Pri uporabi napetosti se elektroni oddajajo s katode in potujejo proti anodi. Te elektrone imenujemo katodni žarki.

Nastajanje katodnih žarkov je mogoče pojasniti s fotoelektričnim učinkom. Ko svetloba zadene kovinsko površino, lahko povzroči oddajanje elektronov s površine. To je zato, ker se energija svetlobnih kvantov (fotonov) prenese na elektrone, kar jim daje dovolj energije, da premagajo privlačno silo kovinskih atomov in pobegnejo s površine.

V katodni cevi se katoda segreje na visoko temperaturo. To povzroči oddajanje elektronov s površine katode s termionsko emisijo. Termionska emisija je emisija elektronov z vroče površine. Elektroni, ki se oddajajo s katode, se nato pospešijo proti anodi z visoko napetostjo med elektrodama.

Katodne žarke je mogoče fokusirati v žarek z uporabo magnetnega polja. Magnetno polje povzroči, da se elektroni v katodnih žarkih gibljejo po krožni poti. Polmer kroga je določen z jakostjo magnetnega polja in hitrostjo elektronov. S prilagajanjem jakosti magnetnega polja lahko katodne žarke fokusiramo v točko.

Katodni žarki se uporabljajo v različnih aplikacijah, vključno s televizijskimi sprejemniki, elektronskimi mikroskopi in rentgenskimi napravami. V televizijskih sprejemnikih se za ustvarjanje slike na zaslonu uporabljajo katodni žarki. V elektronskih mikroskopih se katodni žarki uporabljajo za povečavo predmetov. V rentgenskih napravah se za ustvarjanje rentgenskih žarkov uporabljajo katodni žarki.