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Kathodenstrahlen


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Kathodenstrahlen werden in einer Kathodenstrahlröhre erzeugt indem eine Hochspannungsquelle mit ihrem Minuspol an die Kathode und mit ihrem Pluspol an die Anode angeschlossen wird. Aus der Kathode treten Elektronen aus die man in diesem Zusammenhang Kathodenstrahlen bezeichnete.

Geschichte

Die Untersuchungen wurden stimuliert durch die nach den kleinsten Teilchen der Elektrizität wie nach den Faraday-Gesetzen existieren sollten. Man untersuchte elektrische Vorgänge in verdünnten Gasen und fand dabei Leuchterscheinungen. Julius Plücker ( 1801 - 1868 verwendete Gasentladungsröhren in denen Kathoden erhitzt Er und sein Schüler Johann Hittorf ( 1824 - 1914 ) stellten fest dass
  1. sich aus den Kathoden eine Art elektrischer geradlinig ausbreitete
  2. dazwischen gestellte Gegenstände einen Schatten werfen
  3. sich die Strahlung durch ein Magnetfeld ablenken ließ.

William Crookes ( 1832 - 1919 ) stellte 1879 fest dass in hoch evakuierten Röhren keine Leuchterscheinungen mehr zu erkennen die der Kathode gegenüberliegende Wand jedoch in grünlichen Licht erscheint. Außerdem erkannte er dass feste Körper erwärmen und einen Druck ausüben. Dies führte zur Erkenntnis dass offenbar aus Teilchen (Korpuskeln) bestehen.

Erstmals wurden Kathodenstrahlen systematisch von Philipp Lenard ( 1862 - 1947 ) in den 90er Jahren des 19. Jahrhunderts untersucht. Er baute hierfür das so Lenard-Fenster das aus einem Gitter mit einer Metallfolie bestand. Er erkannte dass die Kathodenstrahlen Folie mit mehreren Tausen Atomschichten durchqueren konnte. erkannte ebenfalls dass Kathodenstrahlen photographische Platten belichteten bei geeigneten Stoffen Phosphoreszenz hervorrufen.

Streugesetz

Er fand das Streugesetz

 N(x) = N 0  exp(-α x)  

mit N 0 Zahl der Elektronen vor der Folie Absorptionskoeffizient x Foliendicke

Es gab vielerlei Versuche die Masse Teilchen zu bestimmen aus den die Kathodenstrahlen Doch gelang dies erst Joseph John Thomson ( 1856 - 1940 ). Thomson setzte ein stark verbessertes Vakuum und konnte das Verhältnis der Ladung zur Masse durch elektrostatische Ablenkung der Kathodenstrahlen bestimmen.

Technische Anwendung

Die erste nennenswerte technische Anwendung der bestand in der Braunschen Röhre die von Karl Ferdinand Braun ( 1850 - 1918 ) entwickelt worden ist. Der Kathodenstrahl wird einem fluoreszierenden Schirm sichtbar gemacht (Kathodenstrahloszillograph)). Dieser Apparat den Vorläufer der Fernsehröhre.




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