Электроны в газовых

Электроны в газовыхПринципиально любая трубка — вакуумный баллон с незначительными остатками газа и двумя полюсами: катодом и анодом (в старой терминологии — антикатод). Это так называемые газовые трубки. С ними работали в конце XIX, начале XX века.

Электрический ток между полюсами обусловлен ионами распавшихся молекул. Такой ток вызвать появление (возбуждение) рентгеновских лучей не может. Для этого необходимы катодные лучи, которые, как известно, — поток электронов. Электроны в газовых трубках, как и ионы, появляются в процессе расщепления молекул газа.

Поток, летящих от катода к аноду электронов, светится.

Свечение бывает очень красивым и зависит от количества газа, оставшегося в трубке и от его природы.

Если трубка хорошо эвакуирована давление газа в ней минимальное — видна только узкая прямая полоска, начинающаяся у катода. Полоска эта — зримый путь летящих электронов, которые стремятся к аноду, буквально бомбардируя его. Во время этой бомбардировки электроны катодных лучей взаимодействуют с электронами вещества, из которого сделан анод, точнее с атомными оболочками элементов. Очень скоро установили: чем ниже давление газа в трубке, тем сильнее удары электронов о анод, а в результате более коротковолновые (жесткие) лучи.

Рентгеновские лучи определенной жесткости, пригодные для одних целей, непригодны для других. Пришлось оснащать рентгеновские кабинеты набором трубок. И хлопотно, и дорого, и ненадежно, так как со временем количество газа в трубке меняется, следовательно, изменяется и качество излучения.

Первые трубки — газовые трубки — позволили изучить катодные лучи, благодаря которым человек проник в глубочайшую тайну природы — атомный мир. На смену газовым приходят пустотные трубки, созданные Кулиджем и Лилиенфельдом.

В трубке Кулиджа воздуха в 20 и более раз меньше, чем в газовых, ионизация его не способна замкнуть цепь, а ничтожно малое количество электронов неспособно возбудить рентгеновские лучи. Но без электронов нет лучей. Откуда их взять? Конструкторы знали о выполненной в 1910 году работе Ричардсона, доказавшего, что накаленные металлические проволоки испускают электроны. На основе этой работы Кулидж и Лилиенфельд делают катод в виде металлической нити (спирали). Из этой, раскаленной добела спирали «вылетают» электроны, которые под воздействием высокого напряжения устремляются к аноду. Увеличивая или уменьшая напряжение, увеличивают или уменьшают скорость электронов и силу их ударов по аноду. Возникают более жесткие или более мягкие рентгеновские лучи.