陰極射線

陰極射線 (Cathode Ray)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

陰極射線又稱為電子束 (electron beam)，它能在真空管內觀察到的電子流的行為，真空管內裝載著陰陽兩個電極（陰極為會發生還原反應的電極，陽極則是會發生氧化反應的電極）。如下圖所示，此陰極射線管稱為克魯克斯管(Crookes tube)，其中A是一個能提供能量來加熱C處的低壓電源，B是一個可為陽極P提供電壓的高壓電源，P是覆有磷粉的磷光板，M則是一塊金屬板，其電位與A相同。

現在若將陰極處加熱，陰極變會釋放出電子，其電子會如射線一般射向陽極，其中，打到M處的電子會被吸收，其他沒有被金屬M擋住的電子，將會打在P處，P處的上的磷粉便會和電子反應而發光，因此產生了金屬M的陰影部份。此現象證明了電子在真空中的確是作直線運動，而此電子射線則被稱為陰極射線。

所謂的陰極射線管 (Cathode ray tube，CRT)，也是根據陰極射線之原理發明的。我們知道，帶電粒子在磁場中運動，且粒子之速度方向垂直磁場，磁場會給予一垂直粒子速度之磁力，我們可將此磁力視為粒子的向心力，粒子受到此法線力作用，便會開始作等速率圓周運動。藉此，若我們在陰極射線中架設一個垂直電子束運動方向的磁場，便可藉由操縱此磁場的大小，來改變電子打中磷光板的位置。

在早期，我們只能調整顯示螢光板的光線強弱，故早期的CRT電視是黑白的畫面。後來發展出的彩色CRT技術，則是利用紅、綠、藍三支電子槍同時發射電子，這些電子和磷化物發生反應而產生顏色，許多彩色的色點組合在一起就形成了彩色的CRT。

因為讓電子加速與偏轉的陰極射線管需要不小的空間，使得那些螢幕顯得非常笨重且佔空間，因此現在人們幾乎不再使用CRT技術所製成的電視或電腦螢幕，大部分都改用體積輕巧且節省能源的LCD顯示器了。

參考資料
http://en.wikipedia.org/wiki/Cathode_ray