يعتبر أنبوب الأشعة المهبطية واحد من أقدم الاكتشافات البشرية التي من خلالها يمكن إنتاج الصور المتحركة الظاهرة على الشاشات، وهي ما تم اكتشافه قبل التلفاز، وبعد اكتشافه تواجدت العديد من الاختراعات والاكتشافات الأخرى التي من خلالها تم اختراع العديد من التقنيات الحديثة بمرور الزمان، ومن هذا المنطلق نوضح فيما يلي إجابة السؤال: لماذا سميت الاشعه المهبطيه بهذا الاسم عبر الفقرات التالية لموقع مخزن.
تم إطلاق هذا الاسم على الأشعة المهبطية لأنها تهبط وتنتج من المهبط، فتنتج الأشعة المهبطية عن طريق التحريض الحراري للأقطاب السالبة، وهو ما يتسبب في خروج الإلكترونات عن طريق المادة التي من خلالها يتكون المهبط، وتخرج هذه الأشعة متوجه إلى السطح الذي تطلى عليه المادة الفسفورية، ويتم التغيير في مسار الإلكترونات عن طريق الحقول الكهربائية أو الحقول الطاقة المغناطيسية.
يطلق على الأشعة المهبطية اسم أشعة الكاثود أيضًا، وهي عبارة عن سيل من الأشعة التي تنبعث من كاثود الأنبوبة الخاصة بالتفريغ الكهربي، وضغط الغاز المتواجد بها منخفض وتتراوح بين 01: .001 مم زئبق، أما عن فرق الجهد بين قطبيها يصل إلى 1000 فولت.
تحمل هه الأشعة بعض الخواص المميزة لها كغيرها من الإشعاعات وتتمثل هذه الخواص فيما يلي:
لا تتغير هذه الأشعة إذا تغير نوع المادة المتواجدة في المهبط، أو بتغير نوع الغاز المتواجد بها، وهو الأمر الدال علة أنها تتداخل في تركيب كافة المواد.
تسير الأشعة الناتجة في خط مستقيم عند الخروج من المهبط حتى المصعد، وتكون موازية للحقل الكهربائي المطبق المتواجد بين المهبط والمصعد.
شحنتها سالبة وهو ما تم استنتاجه نتيجة لتأثرها بالمجال المغناطيسي والكهربائي.
تحمل هذه الأشعة تأثير حراري، وهو ما يسبب توهجها على جدار أنبوب التفريغ.
هي أشعة مكونة من دقائق مادية صغيرة، وهو ما يجعل بها كتلة معينة.
صمم تجربة الأشعة المهبطية وليم كروكس وهما أدى إلى القيام بها هي الرغبة في اختبار نموذج دالتون بالنصف الثاني من القرن التاسع عشر بعام 1870 ميلاديًا، أما من أجاب على التساؤلات الخاصة بالعلماء فهو تومسون، وهو الذي اكتشف الإلكترون.
وجه الشبه بين أشعة الضوء والأشعة المهبطية
يتمثل وجه الشبه المتواجد بين الأشعة المهبطية أو أشعة الكاثود وأشعة الضوء فيما يلي:
سير الأشعة في خط مستقيم موازي للحقل الكهربائي المطبق بين المهبط والمصعب، وبهذا تكون عمودية على سطح المهبط، وهو ما يتشابه مع واحدة من خصائص الضوء التي تحمل صفة الاستقامة، فإذا تم وضعها بالقرب من جسم معين في ضوء الشمس سيتكون ظل لهذا الجسم.
عندما تصطدم هذه الأشعة بجسم رقيق وبه نسبة من المعادن تتسبب في رفع درجة الحرارة الخاصة به حتى يتوهج، أي أنها حاملة للطاقة الحرارية، وهو ما تتوافق فيه مع طاقة الضوء.
وجه الاختلاف بين أشعة الضوء والأشعة المهبطية
تحمل هذه الأشعة شحنات كهربائية سالبة، ولهذا تنحرف بمجرد تواجدها بمجال مغناطيسي بشكل عمودي على اتجاهها، وهو الأمر الذي لا يتواجد بأشعة الضوء، فعند تسليط على المولد الكهربائي فسنجد بأن الضوء يسير بشكل ثابت دون انحراف أو حيود، بل يستمر بشكل مستقيم، وهو ما يشير إلى أن الضوء لا يحمل سحنات كهربائية سالبة.
من هذا المنطلق فإن الضوء وعلى عكس الأشعة المهبطية لا يتأثر بالمجال المغناطيسي.
من خواص هذه الأشعة تواجد كتلة معينة ثابتة لها، ولكن الضوء لا يحمل هذه الصفة.
الأشعة المهبطية أو أشعة الكاثود هي أشعة مشحونة على عكس الضوء، وبسبب كونها مشحونة بالشحنات الموجبة والسالبة فهي تنجذب إلى الأشعة المغناطيسية إذا تواجدت.
صورة للأشعة المهبطية
أنبوب الأشعة المهبطية
أنبوب الأشعة المهبطية هو اللفظ الذي يتم إطلاقه على الشاشات الغنية بالصمام الإلكتروني، ومن خلاله يتم إنتاج فيض من الإلكترونيات تظهر على هيئة أشعة دقيقة، ويتم استخدامه في الأجهزة الخاصة بالتلفاز وأجهزة الردار.
تتحكم في تلك الأجهزة الأقطاب الكهربية التي تحمل شحنة موجبة، وتساهم في انحراف شعاع الإلكترونات التي تنتج من القطب السالب، وهو الأمر الذي يسبب وقوعها على شاشة الصمام فيظهر الضوء.
يمكن التحكم بالانحراف الخاص بالشعاع الإلكتروني بتغيير مقدار الشحنة الخاصة بالأقطاب، وهذا ما يساهم في رسم منحنى أو أي شكل هندسي منتظم.
أما في أجهزة الحاسب الحالي والأجهزة المتلفزة فيتم استخدام لولبيات من خلالها يتم إنتاج مجال كهرومغناطيسي يتحكم في الانحراف الخاص بشعاع الإلكترونات، وهو ما يسبب تغطية لكافة الزوايا باختلاف حجمها.
يتواجد من أنبوب الأشعة المهبطية، أو ما يطلق عليه صمام الشعاع الكاثودي نوع آخر خاص بإنتاج الأشعة السينية، أو أنبوب مسؤول عن إنتاج فيض كبير من الإلكترونات التي تتواجد في معجلات الإلكترونات، ولا تحتاج هذه الأنواع إلى أقطاب توجه الشعاع الناتج من الإلكترونات.
طريقة عمل أنبوب الأشعة المهبطية
يتكون أنبوب الأشعة المهبطية من الزجاج، ويتواجد على هيئة قمعية، وفي نهايته شاشة العرض، ويكون هذا الأنبوب مفرغ من الهواء، وفي بداية الأنبوب يتواجد الكاثود أو ما يعرف باسم المهبط، ويكون بشكل فتيل مسؤول عن إنتاج الإلكترونات، ويبدأ الشعاع الخارج من هذا الفتيل بالتوجه إلى المصعد الحامل للشحنة الموجبة، ليمر بعدها من الأقطاب التي تساعد في تركيز الشعاع ببؤرة خاصة عند الالتقاء مع الشاشة، ويتكون هذا المصعد من أجزاء معينة تتثمل فيما يلي:
قطب بشكل أسطواني يعمل على تسريع حركة الإلكترونات الناتجة من المهبط.
يكون المسار الخاص بالإلكترونات موازيًا للسطح المصنوع من الزجاج والمتواجد بشكل أسطواني، ومن الممكن تكوين هذا الجزء عن طريق طلاء السطح الداخلي للأنبوبة بمادة تساهم في توصيل الكهرباء.
يتكون أيضًا من الجزء القمعي، مكون من الصمام الذي في نهايته تتواجد الشاشة، ويتم طلاء الشاشة بأنواع محددة من المركبات المعدنية التي من خلالها يتم انبعاث الضوء وهذا بمجرد الاصطدام بالإلكترونات.
كما يتم تزويد الأنبوب الخاص بالأشعة المهبطية بالملفات الكهربائية التي تساعد في توليد المجال الكهرومغناطيسي، والغني بالترددات السريعة والذي يساعد في متوجيه شعاع الإلكترونات والانتقال من نقطة لأخرى، وهذا من أجل أن يتم تغطية المساحة الخاصة بالشاشة بشكل كامل، أي تغطية المساحة المقاربة 625 * 1024 من النقاط التي من خلالها يتم تكوين الصورة.
يتم طلاء الجزء الخارجي من الجزء القمعي بطبقة جرافيت التي تساهم في توصيل الكهرباء، ويتم إيصاله بالأرض من أجل منع تراكم الشحنات الكهربية بالصمام.
أنبوب الأشعة المهبطية المتواجد في أجهزة التلفزة الملونة
أجهزة التلفاز الحديثة تعتمد على الأجهزة التي يتواجد بها ثلاثة إشاعات إلكترونية، فمن الممكن أن تلتقي هذه الأشعة الثلاثية بالإشعاعات الإلكترونية المتنوعة في أي بقعة من بقع الشاشة.
وبسبب وجود الشبكات التي من خلالها يمكن ملامسة الشاشة بالداخل تؤثر كل أشعة بظهور لون معين.
تحتوي هذه الأنابيب على العديد من المعطيات المتنوعة التي من خلالها يتم تصحيح الصور، ولابد من أن تلتقي هذه الإشعاعات الإلكترونية عند نقطة ما.
بهذا نكون عرضنا إجابة سؤال لماذا سميت الاشعه المهبطيه بهذا الاسم مع توضيح العديد من المعلومات المتنوعة الخاصة بها وبأنبوب الأشعة المهبطية عبر الفقرات السابقة.
