Теперь нетрудно понять, почему возникают катодные лучи в разрядной трубке. В § 101 мы говорили, что в тлеющем разряде положительные ионы газа устремляются к катоду и выбивают из него электроны. Так как газ в трубке разрежен, то эти электроны успевают пролететь некоторый путь, прежде чем испытают соударение с молекулами газа. Этим объясняется существование катодного темного пространства. Если в трубке много газа, то катодные лучи на некотором расстоянии от катода успевают испытать соударение: в газе возникает свечение (положительный столб). Понижая давление, мы увеличиваем длину свободного пробега электронов, отчего катодное темное пространство увеличивается, а положительное свечение сокращается. При давлениях около 0,001 мм рт. ст. значительная часть электронов оказывается в состоянии пройти весь путь до стенок без соударений; темное пространство заполняет всю длину трубки и одновременно с этим мы замечаем различные проявления катодных лучей: люминесценцию стекла, его нагревание и т. д. Таким образом, причина возникновения катодных лучей заключается в сильной бомбардировке катода положительными ионами, которые выбивают из металла катода электроны.
Из сказанного следует, что для получения катодных лучей в трубке должно содержаться некоторое, хотя и малое, количество газа. Поэтому, если слишком сильно откачать разрядную трубку, не будут возникать ни положительные ионы, ни катодные лучи, и сильно разреженный газ будет хорошим диэлектриком.
Двигаясь между катодом и анодом, электроны ускоряются электрическим полем и приобретают огромные скорости. Эти скорости при очень сильных полях могут достигать 105 км/с и больше, приближаясь в специально построенных ускорителях к скорости света (3-Ю8 м/с).
§ 104. Каналовые лучи. В § 101 мы указали, что в тлеющем разряде катод подвергается непрерывной бомбардировке положительными ионами. Это можно доказать на опыте, если сделать в катоде разрядной трубки отверстия (рис. 175). Часть положительных ионов будет пролетать через отверстия, и мы увидим в темноте слабо светящееся излучение, исходящее из этих отверстий и распространяющееся в закатодной части трубки. Это излучение, состоящее из положительных ионов газа, получило название каналовых (или положительных) лучей. Исследование свойств этих 230
Рис. 175. Получение каналовых лучей. Между анодом и катодом — легкое свечение газа. В закатодной части наблюдаются отдельные пучки положительных ионов
лучей (отклонения в электрическом и магнитном полях, заряда лучей и т. д.) подтверждает, что это действительно положительные ионы веществ, содержащихся в трубке.
?104.1. Пучок катодных лучей и пучок каналовых лучей пропускаются между обкладками плоского заряженного конденсатора.
Одинаково ли будут вести себя оба пучка, если скорости их одинаковы? далее