Raggio catodico: differenze tra le versioni

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[[ImmagineFile:CrookesTube.png|thumb||250px|right|Schema del [[tubo di Crookes]]: '''A''' genera una corrente a bassobassa voltaggiotensione che riscalda il catodo '''C'''; '''B''' genera invece unaun'elevata correntedifferenza addi alto voltaggiopotenziale che eccita l'anodo '''P,''' rivestito di uno strato di fosforo; la mascherina '''M''' è collegata al potenziale del catodo e la sua immagine è visibile come un' area non brillante nella zona dove è presente il fosforo.]]

I '''raggi catodici''' sono fasci di [[Elettrone|elettroni]] che si producono all'interno di un [[tubo catodico]]. Gli elettroni vengono rilasciati da un [[catodo]], un [[elettrodo]] con [[Carica elettrica|carica]] di [[Segno (matematica)|segno]] negativo, solitamente per [[effetto termoionico]]. Nel vuoto spinto del tubo catodico gli elettroni viaggiano ad alta velocità verso l'[[anodo]], l'elettrodo positivo da cui sono attratti per effetto della [[forza di Coulomb]], e possono oltrepassarlo percorrendo una certa distanza all'esterno del tubo catodico.

== Storia ==

Dopo l'invenzione della [[pompa a vuoto]] nel 1650 ad opera di [[Otto von Guericke]], divenne possibile effettuare esperimenti che combinassero la rarefazione dell'aria con l'elettricità; nel 1705, per esempio, si notò che le scintille di un generatore elettrostatico messo sottovuoto coprivano una distanza più lunga rispetto a quella percorsa in normali condizioni atmosferiche. Nel 1838, [[Michael Faraday]] fece passare della [[corrente elettrica]] all'interno di un tubo con aria molto rarefatta e notò un inaspettato "arco" di luce che partiva dall'anododal catodo (elettrodo negativo) e arrivava alall'anodo catodo(elettrodo positivo); la zona intorno al catodo era l'unica priva di luminescenza e per questo venne chiamata "''spazio buio del catodo''" (o anche "''spazio buio di Faraday''" o "''di Crookes''"). Da quel momento divenne chiaro che ogni volta che si fosse applicata una differenza di [[Potenzialepotenziale elettrico|voltaggio]] in condizioni di aria rarefatta si sarebbe venuta a creare quella particolare luminescenza.

{{Approfondimento

{{Nota

|allineamento = destra

|larghezza = 255px

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|contenuto = Negli anni seguenti alle scoperte di Faraday, molti artisti di strada viaggiarono per le città europee per esibire questi "tubi luminescenti" che deliziavano il pubblico; del resto bastava utilizzare un tubo di vetro sottovuoto in cui passava della corrente elettrica per creare una piacevole luce molto gradita dagli spettatori; un particolare tipo di tubo luminoso inventato dal fisico tedesco [[Heinrich Geissler]] nel 1857 poteva essere venduto o acquistato tramite dei cataloghi.}}

Mentre molti di questi tubi erano costruiti in modo che un gas molto rarefatto brillasse al loro interno, alcuni studiosi notarono che anche un particolare tipo di vetro (utilizzato per il rivestimento dei tubi) poteva brillare, ma solo nell'estremità a cui veniva collegato il polo positivo del [[generatore di corrente]]. Studiando questi nuovi raggi luminosi, [[William Crookes]] inventò il [[tubo di Crookes|tubo]] che porta il suo nome.

Verso la fine del [[XVIIIXIX secolo|Diciannovesimodiciannovesimo secolo]], i fisici studiarono approfonditamente questo fenomeno (e alcuni vinsero anche il [[premio Nobel]] per le loro ricerche in questo campo, come per esempio [[Philipp von Lenard]]). [[Joseph John Thomson]] comprese che questi "raggi del catodo" o "catodici" erano generati dalle particelle trasportatrici della corrente elettrica, gli [[elettrone|elettroni]], e che si manifestavano nella zona del catodo (l'elettrodo negativo) poiché gli elettroni possiedono [[carica elettrica]] negativa.

== Applicazioni tecniche ==

Il percorso dei raggi catodici è, normalmente rettilineo; possono, peròpuò essere deviatideviato da un [[campo elettrico]] o da un [[campo magnetico]], prodotti rispettivamente da elettrodi ad alta tensione o da magneti posti all'esterno del tubo sottovuoto.

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File:Katódsugarak mágneses mezőben(1).jpg|Tubo di Crookes, spento.

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File:Katódsugarak mágneses mezőben(4).jpg|Tubo di Crookes, acceso: il campo generato dal magnete deflette i raggi catodici e l'ombra sui fosfori si sposta.

</gallery>

Questa caratteristica ha portato all'invenzione, nel 1907, del '''[[tubo a raggi catodici|tubo catodico]]''' (o '''CRT''', acronimo dell'inglese ''Cathode Ray Tube''), per opera di [[Carl Ferdinand Braun]]. I CRT trovano impiego comune nei [[Televisore|televisori]], in alcuni tipi di [[Monitor (video)|monitor]] e [[videocamera|videocamere]], negli [[oscilloscopio|oscilloscopi]]. In questi apparecchi l'[[anodo]] è costituito da uno [[schermo]] ricoperto con determinati [[fosforo (optoelettronica)|fosfori]];

raggiunto lo schermo, i raggi catodici cedono la loro [[energia cinetica]] ai fosfori che per [[transizione elettronica|eccitazione]] emettono [[fotone|fotoni]] nello [[spettro visibile]].

Oltre all'utilizzo nei CRT, raggi di elettroni accelerati fino a velocità relativistiche (generati da [[acceleratore di particelle|acceleratori di particelle]] di vari tipi) vengono utilizzati in campo industriale per effettuare [[saldatura|saldature]] ad alta precisione (''Electron Beam Welding'' o ''EBW'') e per [[vulcanizzazione|vulcanizzare]] rapidamente vari tipi di plastiche.

I più recenti sviluppi nel campo della tecnologia degli acceleratori di elettroni hanno portato alla costruzione di acceleratori [[elettronvolt|KeV]] compatti e modulari, spesso utilizzati in campo medico, che emettono meno [[raggi X]] degli acceleratori [[elettronvolt|MeV]] e che per questo vengono alloggiati in strutture molto meno ingombranti.

== Voci correlate ==

* [[Raggio anodico]]

* [[Tubo catodico]]

* [[Effetto termoionico]]

* [[Tubo di Crookes]]

* [[Catodo]] e [[Anodo]]

== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

* {{en}} [http://www.crtsite.com/page3.html Sito sui raggi catodici]

* {{cita web|1=http://www.crtsite.com/page3.html|2=Sito sui raggi catodici|lingua=en|accesso=11 dicembre 2010|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20140701141404/http://www.crtsite.com/page3.html|dataarchivio=1 luglio 2014|urlmorto=sì}}

* {{hu}} [http://www.fizkapu.hu/animator/_katodsugarak.html Animazione] delle sopra fotos in page [http://www.fizkapu.hu FizKapu].

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|fisica|Televisione}}

[[Categoria:Elettrotecnica]]

[[Categoria:Tecnologia televisiva]]

{{Link AdQ|he}}

[[ar:أشعة الكاثود]]

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[[fr:Rayon cathodique]]

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[[zh:陰極射線]]