Katódový lúč je lúč elektrónov vo vákuovej trubici, ktorý sa pohybuje od záporne nabitej elektródy (katóda) na jednom konci k kladne nabitej elektróde (anóda) na druhej strane cez a Napätie rozdiel medzi elektródami. Nazývajú sa tiež elektrónové lúče.
Ako funguje Cathode Rays
Elektróda na zápornom konci sa nazýva katóda. Elektróda na kladnom konci sa nazýva anóda. Pretože elektróny sú odpudzované záporným nábojom, katóda sa považuje za „zdroj“ katódového lúča vo vákuovej komore. Elektróny sú priťahované k anóde a pohybujú sa po priamke cez priestor medzi dvoma elektródami.
Lúče katód sú neviditeľné, ale ich účinkom je excitácia atómov v skle oproti katóde anódou. Cestujú vysokou rýchlosťou, keď je na elektródy pripojené napätie a niektorí obchádzajú anódu, aby narazili na sklo. To spôsobuje, že atómy v skle sa zvýšia na vyššiu energetickú hladinu, čím sa vytvorí žiarivka. Táto fluorescencia sa môže zvýšiť nanesením fluorescenčných chemikálií na zadnú stenu skúmavky. Objekt umiestnený v skúmavke vrhá tieň a ukazuje, že elektróny prúdia v priamke, v lúči.
Lúč katód môže byť vychylovaný elektrickým poľom, čo je dôkazom toho, že je zložený skôr z častíc elektrónu ako z fotónov. Lúče elektrónov môžu tiež prechádzať tenkou kovovou fóliou. Katódové lúče však tiež vykazujú vlnovité charakteristiky v experimentoch s kryštálovou mriežkou.
Drôt medzi anódou a katódou môže vrátiť elektróny na katódu, čím sa dokončí elektrický obvod.
Katódové trubice boli základom rozhlasového a televízneho vysielania. Televízne prijímače a počítačové monitory pred debutom plazmy, LCD a OLED obrazovky boli katódové trubice (CRT).
História katódových lúčov
S vynálezom vákuovej pumpy z roku 1650 vedci dokázali študovať účinky rôznych materiálov vo vákuoch a čoskoro študovali elektrina vo vákuu. Bolo zaznamenané už v roku 1705, že vo vákuoch (alebo blízko vákuov) mohli elektrické výboje prejsť na väčšiu vzdialenosť. Takéto javy sa stali populárnymi novinkami a dokonca aj renomovanými fyzikmi ako napr Michael Faraday študoval ich účinky. Johann Hittorf objavil katódové lúče v roku 1869 pomocou Crookesovej trubice a zaznamenal tiene vrhané na žiariacu stenu trubice oproti katóde.
V roku 1897 J. J. Thomson objavil, že hmotnosť častíc v katódových lúčoch bola 1800 krát ľahšia ako vodík, najľahší prvok. Toto bol prvý objav subatomických častíc, ktoré sa začali nazývať elektróny. Dostal 1906 nobelová cena vo fyzike pre túto prácu.
Koncom 18. storočia fyzik Phillip von Lenard pozorne študoval katódové lúče a jeho práca s nimi mu priniesla Nobelovu cenu za fyziku z roku 1905.
Najobľúbenejšia komerčná aplikácia technológie katódových lúčov je vo forme tradičnej televízne prijímače a počítačové monitory, aj keď sú nahradené novšími obrazovkami, ako sú napr OLED.