Καθοδικός Σωλήνας με Σταυρό

Καθοδικός Σωλήνας με Σταυρό

Ο Καθοδικός Σωλήνας με Σταυρό είναι μία γυάλινη διάταξη χαμηλής πίεσης που χρησιμοποιείται σε πειράματα φυσικής για τη μελέτη των καθοδικών ακτίνων (streams ηλεκτρονίων). Στο εσωτερικό του σωλήνα έχει τοποθετηθεί ένας μεταλλικός σταυρός (γνωστός ως σταυρός της Μάλτας), ο οποίος χρησιμεύει στην παρατήρηση της σκιάς που δημιουργούν οι καθοδικές ακτίνες όταν προσπίπτουν επάνω του.

Η συσκευή αποτελείται από:

• Γυάλινο σωλήνα υπό κενό.

• Κάθοδο και άνοδο (μεταλλικά ηλεκτρόδια).

• Μεταλλικό σταυρό τοποθετημένο μέσα στο σωλήνα.

• Υποδοχές για σύνδεση σε πηγή υψηλής τάσης (συνήθως 3–5 kV).

Χρήση

Ο σωλήνας χρησιμοποιείται για να καταδείξει την ευθύγραμμη διάδοση των καθοδικών ακτίνων, καθώς και τη φύση τους ως σωματίδια.

Όταν εφαρμοστεί υψηλή τάση:

• Η κάθοδος εκπέμπει ηλεκτρόνια (καθοδικές ακτίνες).

• Τα ηλεκτρόνια κινούνται ευθύγραμμα προς την άνοδο.

• Ανάλογα με τη διάταξη του σταυρού, σχηματίζεται στη φθορίζουσα επιφάνεια του σωλήνα σκιά με το σχήμα του σταυρού.

Οδηγίες Χρήσης Βήμα-Βήμα

1. Συνδέστε τον σωλήνα με ασφάλεια σε μια πηγή υψηλής τάσης συνεχούς ρεύματος (3–5 kV).

2. Σβήστε τα φώτα στον χώρο για καλύτερη παρατήρηση.

3. Θέστε σε λειτουργία την πηγή.

4. Παρατηρήστε στη φθορίζουσα περιοχή την σκιά του σταυρού που σχηματίζεται.

5. Αν ο σταυρός είναι κινητός (σε κάποιες διατάξεις), μετακινήστε τον για να δείτε πώς αλλάζει η σκιά.

⚠️ Προσοχή:

• Χρησιμοποιείται μόνο υπό την επίβλεψη εκπαιδευτικού ή υπεύθυνου εργαστηρίου.

• Απαγορεύεται η απευθείας επαφή με τα ηλεκτρόδια λόγω υψηλής τάσης.

• Να λειτουργεί μόνο για μικρά χρονικά διαστήματα ώστε να μην υπερθερμανθεί.

Τρόποι Επίδειξης

• Ευθύγραμμη διάδοση: Η σκιά του σταυρού αποδεικνύει ότι οι ακτίνες ταξιδεύουν σε ευθεία γραμμή.

• Φύση σωματιδίων: Η ύπαρξη σκιάς δείχνει ότι οι καθοδικές ακτίνες είναι σωματίδια με μάζα, όχι κύματα φωτός.

• Κίνηση σταυρού: Σε κάποιες εκδόσεις, ο σταυρός μπορεί να πέσει προς τα εμπρός, δείχνοντας ότι οι ακτίνες έχουν ορμή.

Γενικές Πληροφορίες

Ο καθοδικός σωλήνας με σταυρό αναπτύχθηκε τον 19ο αιώνα από τον William Crookes και αποτέλεσε θεμελιώδες εργαλείο για την κατανόηση της φύσης της ύλης. Αργότερα, η μελέτη των καθοδικών ακτίνων οδήγησε:

• Στην ανακάλυψη του ηλεκτρονίου (J. J. Thomson, 1897).

• Στην ανάπτυξη της τεχνολογίας καθοδικού σωλήνα (CRT) που χρησιμοποιήθηκε σε τηλεοράσεις και οθόνες.