Apa itu Sinar Katoda

Sinar katoda adalah aliran elektron yang diamati dalam tabung vakum. Dinamakan sinar katoda karena sinar tersebut dipancarkan oleh elektroda negatif (katoda) dalam tabung vakum. Untuk melepaskan elektron ke dalam tabung, sinar tersebut harus terlebih dahulu harus terlepas dari atom katoda. Tabung katoda (tabung Crookes) menggunakan potensial listrik yang tinggi antara anoda dan katoda untuk mengionisasi gas sisa dalam tabung. Medan listrik mempercepat ion-ion dilepaskan elektron ketika mereka bertabrakan dengan katoda.

Tabung televisi

Tabung televisi merupakan aplikasi dari sinar katoda

Tabung vakum modern menggunakan emisi termionik, di mana katoda terbuat dari kawat filamen tipis yang dipanaskan oleh arus listrik yang terpisah melewatinya. Peningkatan gerak panas acak dari atom filamen menumbuk elektron dari atom pada permukaan filamen dan ke dalam ruang tabung. Karena elektron memiliki muatan negatif, mereka ditolak oleh katoda dan tertarik ke anoda. Mereka melakukan perjalanan di garis lurus melalui tabung kosong. Tegangan yang diberikan antara elektroda mempercepat ini rendah partikel massa untuk kecepatan tinggi.

Sinar katoda tidak terlihat, tapi kehadiran mereka pertama kali terdeteksi pada tabung vakum awal ketika mereka memukul dinding kaca tabung, menarik atom dari kaca dan menyebabkan mereka untuk memancarkan cahaya-cahaya yang disebut fluoresensi. Para peneliti melihat bahwa benda-benda ditempatkan dalam tabung di depan katoda bisa membentuk bayangan di dinding bercahaya, dan menyadari bahwa sesuatu harus bepergian dalam garis lurus dari katoda. Setelah elektron mencapai anoda, mereka melakukan perjalanan melalui kawat anoda ke catu daya dan kembali ke katoda, sehingga sinar katoda membawa arus listrik melalui tabung.

Sejarah sinar Katoda

Pada tahun 1838, Michael Faraday melewati arus melalui berisi udara tabung gelas langka dan melihat busur cahaya aneh dengan awal pada katoda (elektroda negatif) dan berakhir hampir di anoda (elektroda positif).

Tabung Crookes

Pada 1870-an, fisikawan Inggris William Crookes dan lain-lain dapat mengevakuasi tabung tipis ke tekanan bawah 10-6 atm. Ini disebut tabung Crookes. Faraday telah menjadi orang pertama yang melihat ruang gelap hanya di depan katoda, di mana tidak ada luminescence. Hal ini kemudian disebut katoda ruang gelap, Faraday ruang gelap, atau Crookes ruang gelap.

Crookes menemukan bahwa ketika ia dipompa lebih banyak udara keluar dari tabung, Faraday ruang gelap menyebar ke tabung dari katoda menuju anoda, sampai tabung itu benar-benar gelap. Tetapi pada anoda (positif) ujung tabung, kaca tabung itu sendiri mulai menyala. Apa yang terjadi adalah bahwa lebih banyak udara dipompa dari tabung, elektron bisa bepergian jauh, rata-rata, sebelum mereka memukul atom gas. Pada saat tabung gelap, sebagian besar elektron bisa bepergian dalam garis lurus dari katoda ke ujung anoda dari tabung tanpa tabrakan. Dengan tidak ada penghalang, partikel massa rendah dipercepat hingga kecepatan tinggi dengan tegangan antara elektroda. Ini adalah sinar katoda. Ketika mereka sampai di ujung anoda dari tabung, mereka yang melakukan perjalanan begitu cepat sehingga, meskipun mereka tertarik untuk itu, mereka sering terbang melewati anoda dan memukul dinding belakang tabung. Ketika mereka memukul atom di dinding kaca, mereka gembira elektron orbital mereka ke tingkat energi yang lebih tinggi, menyebabkan mereka untuk berpendar.

Kemudian peneliti dicat bagian dalam dinding belakang dengan bahan kimia neon seperti seng sulfida, untuk membuat cahaya lebih terlihat. Katoda sinar sendiri tidak terlihat, tapi fluoresensi disengaja ini memungkinkan peneliti untuk melihat bahwa benda-benda di dalam tabung di depan katoda, seperti anoda, bayang-bayang tajam di dinding bersinar kembali. Pada tahun 1869, fisikawan Jerman Johann Hittorf pertama menyadari bahwa sesuatu harus bepergian dalam garis lurus dari katoda untuk melemparkan bayangan. Eugene Goldstein bernama mereka sinar katoda.

Percobaan J.J Thompson

J.J. Thompson mempelajari tabung sinar katoda dan datang dengan ide bahwa partikel dalam balok katoda harus negatif karena mereka ditolak oleh barang-barang bermuatan negatif (baik katoda atau piring bermuatan negatif dalam tabung sinar katoda) dan tertarik dengan barang-barang bermuatan positif (anoda atau pelat bermuatan positif dalam tabung sinar katoda). Dia menyebut potongan-potongan super kecil dari atom, “elektron.” Melalui eksperimen, Thompson menyangkal teori atom Dalton, karena teori atom Dalton menyatakan bahwa atom adalah bagian terkecil dari materi di alam semesta dan mereka tak terpisahkan. Jelas, kehadiran elektron menegasikan bagian-bagian dari teori atom Dalton.

 

 

 

Artikel menarik lainnya:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *