电子的发现:从显像管到微观世界的突破

嘉慧浏览趣事 2024-11-01 21:02:13

大头电视与大头显示器对于很多00后来说十分陌生,其中的关键部件电子显像管如今也很少见。但在过去,电子显像管可是风靡一时,因为人类最早就是通过它发现了电子。电子显像管凭借发射电子击打荧光屏以显示图像,于科技发展进程里书写下了浓重出彩的篇章,成为不可磨灭的印记。

从感应线圈到盖斯勒管

1855年法国第二届世博会上,一个缠满漆包线的神秘商品引起了众人的关注。它上面写着:“感应线圈,可以把低压直流电变成几千伏的高压电”,落款是 “巴黎工程师鲁姆科夫1851年发明”。鲁姆科夫的感应线圈让大家惊叹不已。因为在当时的实验室,要进行高压电实验通常需要很多电池串联起来。在世博会上,此感应线圈光彩夺目,备受关注。随后,它以风驰电掣之势风靡全球,广为流传。

盖斯勒对电火花兴趣浓厚。为了研究电火花,他想出一个办法,将线圈的正负极用两根铂丝导线连接,在中间加一个玻璃管,使火花打在玻璃管中以便观看,又将玻璃管抽成真空。当玻璃管内气体极为稀薄,残留气体便会绽放光芒,此乃“低压气体放电管”,乃是现今日光灯、霓虹灯与电视显像管之源头。人们为了纪念盖斯勒,把这个管子称为 “盖斯勒管”。后来,物理学家观测到,当盖斯勒管内气压进一步降低,气体不再发光,阳极玻璃上却呈现出显著的一块荧光,从阴极射出的此射线被称作“阴极射线”。改良后的“盖斯勒管”也被叫做“阴极射线管”。

阴极射线管

阴极射线管与本质之争

阴极射线到底是什么呢?英国人和德国人对此展开了激烈争论。英国人认为是带电粒子,可能是带电原子束;德国人则认为是电磁波。赫兹发现给阴极射线加一个很小的磁场它会发生偏转,但加一个很小的电场却不发生偏转,于是认为肯定不是带电粒子。德国物理学家莱纳德将阴极射线管的阳极玻璃管开小口换成铝箔,发现阴极射线可以穿透铝箔,断定其不是粒子。而英国代表人物克鲁克斯的研究表明射线在磁场下能够偏转,证明它不是电磁波,且是带负电的粒子束,他通过小风车实验进一步支持了自己的观点。

赫兹

汤姆逊的伟大发现

英国人与德国人就阴极射线的本质争论不休,直到1895年约瑟夫・约翰・汤姆逊发现了问题所在。他认为阴极射线在电场下不偏转是因为受到稀薄气体导电性的影响。经过长时间改良真空泵,他在1897年让人们看到了阴极射线在电场里的偏转。实验结果表明,阴极射线就是带负电的粒子束。他还根据实验数据测算出神秘带电粒子质量大约是氢原子的两千分之一,大胆猜测原子并非不可再分的最小单元。后来人们把这种带电粒子叫做电子,汤姆逊也因此获得了1906年的诺贝尔物理学奖,从此人类认识世界的方式发生了改变。

约瑟夫・约翰・汤姆逊

0 阅读:41

嘉慧浏览趣事

简介:感谢大家的关注