עמוד:13

1 . 3 קרני קתודה הנפלטות מקתודת להט א . פליסה תרמיונית ציינו בסעיף 1 . 2 ב כי כאשר לחץ הגז בשפופרת ההתפרקות הוא נמוך מדי - ההתפרקות נפסקת וקרני קתודה אינן נוצרות . הדבר נובע מכך שלא מתהווים די יונים כדי לקיים את הזרם החשמלי בשפופרת . אפשר להזרים זרם בשפופרת , אפילו אם הלחץ בה נמוך מאוד , בשיטה אחרת , על ידי שימוש ב " קתודת להט '' , כמתואר להלן . חלק מהאלקטרונים במתכת אינם קשורים לאטומים , אלא הם חופשיים לנוע במתכת , לכן הם מכונים "אלקטרונים חופשיים '' . כל אטום במתכת עשוי לתרום אלקטרון חופשי אחד או יותר ( תלוי ביסוד ) . כידוע , כאשר מפעילים מתח חשמלי בין שתי נקודות בגוף מתכתי עובר בו זרם . הזרם הוא תנועה מכוונת ( בממוצע ) של האלקטרונים חופשיים אלה . תימאס אדיסון ( 1847 - 1931 , ת 1101 ת 35 _£ . £ _01150 ד ) המציא , בנוסף להמצאותיו הרבות , את נורת הלהט . בשנת 1882 הוא צפה בזוהר כחול בקצה תיל הלהט בנורה ששרר בה ריק . כדי לעמוד על התופעה , אדיסון הוסיף לנורה אלקטרודה , והפעיל מתח חשמלי בין האלקטרודה החדשה לבין תיל הלהט , כך שפוטנציאל האלקטרודה החדשה היה גבוה מזה של תיל הלהט . במצב זה עבר זרם חשמלי בין האלקטרודה לבין תיל הלהט . לתופעה זו , שנקראת " אפקט אדיסון " , לא היה הסבר עד למחקריו של ג ' . ג ' . תומסון . לאחר גילוי האלקטרון , ההסבר האיכותי לתופעה היה פשוט : חימום המתכת מקנה אנרגיה ליונים המהווים את הסריג הגבישי של המתכת , ולאלקטרונים החופשיים . חלק מן האלקטרונים החופשיים רוכשים מספיק אנרגיה כדי להשתחרר מן המתכת . " פליטה תרמיונית " ( ת _111611 ת 10 ת 01 6 ת 113510 ) היא תופעה של פליטת אלקטרונים ממתכת כתוצאה מכך שהמתכת לוהטת . על סמך ניסוייו של אדיסון , בנו , במקום הקתודה הרגילה שבשפופרות ההתפרקות , קתודת להט , שהיא תיל ספירלי שקצותיו מחוברים למקור מתח ( ישר או חילופין ) שתפקידו לחמם את הקתודה , ובכך לאפשר פליטה תרמיונית . את ב-באיור 7 סימנו המתח שנועד לחימום הקתודה (? - האות הראשונה של המילה 6 ת _1 תז - _613 תיל להט ) . _^ התיל הספירלי עשוי בדרך כלל מטונגסטן _, מתכת שטמפרטורת ההיתוך שלה גבוהה במיוחד - כ - . 3380 _" _0 פונקציית העבודה של מתכת זו היא בערך ¥ 4 . 5 6 ( זו האנרגיה הדרושה לאלקטרון כדי לצאת מן המתכת ) . כאשר מפעילים מתח בין האחדה , _£ , לבין הקתודה , £ ( באמצעות מתח המסומן באיור 7 ב - ¥ ) - אפשר לראות כי _^ דפנות זכוכית השפופרת שמול הקתודה מפיצים אור ירוק - דבר המעיד שמן הקתודה נפלט זרם של אלקטרונים . כמו כן מצאו כי היחס במ / ] _0 של חלקיקי קרני התעלה תלוי בסוג הגז שבשפופרת ההתפרקות . כאשר הגז הוא מימן , ערך תז + מתקבל / _^ הקטן פי 1836 בערך מזה של האלקטרון , וזה מתאים בדיוק ליון . _9 מניסויי ההסחה מצאו גם כי הקרניים כוללות גם חלקיקים בעלי ערך ת _^ / 1 המתאים ליון 29 ( מולקולת מימן שנגרע ממנה אלקטרון אחד ) . מתוצאות מדידות בגזים שונים עולה כי : קרני תעלה הן יונים חיוביים .

מכון ויצמן למדע. המחלקה להוראת המדעים

אוניברסיטת תל אביב

ישראל. משרד החינוך


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר