කැතෝඩ කිරණ

කැතෝඩ කිරණ (ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්භ හෝ ඊ-කදම්භ ලෙස ද හැඳින්වේ) යනු රික්ත නළ තුළ නිරීක්ෂණය කළ හැකි ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරවකි. වාතය ඉවත් කළ විදුරු නළයකට ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙකක් සම්බන්ධ කර ඉහල විභව අන්තරයක් හා පහල පීඩන යටතේ ඇති නම්, වීදුරුවේ ඍණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයට විරුද්ධ පැත්ත දිලිසෙන අයුරු නිරීක්ෂණය කළ හැකි අතර ඒ කැතෝඩයෙන් (විදුලි සැපයුමේ ඍණ අග්‍රයට සම්බන්ධ කර ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝඩය) විමෝචනය වී ඊට ලම්බාකාරව ගමන් කරන ඉලෙක්ට්‍රෝන හේතුවෙනි. මේවා 1869 දී ජර්මානු ජාතික භෞතික විද්‍යාඥ විලියම් හිටෝෆ් විසින් මුල් වරට නිරීක්ෂණය කරන ලද අතර, 1876 දී ඉයුජින් ගෝල්ඩ්ස්ටයින් විසින් Kathodenstrahlen (කැටෝඩන්ශ්ත්‍රෛලන්) හෙවත් කැතෝඩ කිරණ ලෙස නම් කරන ලදී. ඊ. ගෝල්ඩ්ස්ටයින් (මැයි 4, 1876) "Vorläufige Mittheilungen über elektrische Entladungen in verdünnten Gasen" (විරලීකෘත වායූන් තුළ විද්‍යුත් විසර්ජනය පිළිබඳ ප්‍රාරම්භක ප්‍රකාශනය), Monatsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin (බර්ලින්හි රාජකීය ප්‍රෂියානු විද්‍යා ශාස්ත්‍රාලයීය මාසික වාර්තා), 279-295.  286 පිටුව වෙතින්:  "13.  Das durch die Kathodenstrahlen in der Wand hervorgerufene Phosphorescenzlicht ist höchst selten von gleichförmiger Intensität auf der von ihm bedeckten Fläche, und zeigt oft sehr barocke Muster."  (13.  The phosphorescent light that's produced in the wall by the cathode rays is very rarely of uniform intensity on the surface that it covers, and [it] often shows very baroque patterns.)ජෝසෆ් එෆ්. කීත්ලි විද්‍යුත් සහ චුම්භක මිනුම්වල කතාව: ක්‍රි.පූ. 500 සිට 1940 දශකය දක්වා ජෝන් වයිලි සහ පුත්‍රයෝ, 1999 ISBN 0-7803-1193-0, පිටුව  205

ඉලෙක්ට්‍රෝන සොයාගනු ලැබුවේ කැතෝඩ කිරණවල සංඝටක ලෙසිනි. 1897 දී බ්‍රිතාන්‍ය භෞතික විද්‍යාඥ ජේ. ජේ. තොම්සන් විසින් කැතෝඩ කිරණ තැනී තිබුණේ පෙර හඳුනාගෙන නොතිබූ ඍණ ආරෝපිත අංශුවකින් බව සොයාගත් අතර එය පසුකලෙක ජී.ජේ ස්ටෝනි "ඉලෙක්ට්‍රෝනය" ලෙස නම් කෙරිණි. කැතෝඩ කිරණ නළ (CRT) වල දී නාභිගත කළ ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාවක්, විද්‍යුත් හෝ චුම්භක ධාරාවක් මගින් උත්ක්‍රමය කර පැරණි රූපවාහිනී වල රූප තැනීමට යොදාගනියි. කැතෝඩ කිරණ සැදී ඇත්තේ ඍණ ආරෝපිත අංශුවලිනි.

සටහන

කැතෝඩ කිරණ වලට එම නම ලැබී ඇත්තේ, ඒවා රික්ත නළයක ඍණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය හෙවත් කැතෝඩය මගින් විමෝචන වන බැවිනි. නළය තුළට ඉලෙක්ට්‍රෝන නිකුත් කිරීමට, ඒවා මුලින් ම කැතෝඩයේ පරමාණු වලින් වෙන් විය යුතුය. මුල් කාලීන ව ඇල් කැතෝඩ රික්ත නළ හෙවත් කෲක්ස් නළ වල, මෙය සිදු කරන ලද්දේ නළයේ අවශේප වායු අයනීකරණය කිරීමට ඇනෝඩය සහ කැතෝඩය අතර ඉහළ විද්‍යුත් විභවයක් යොදා ගනිමිනි; අයන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් මගින් ත්වරිත කළ අතර ඒවා කැතෝඩය සමග ගැටෙන විට ඉලෙක්ට්‍රෝන නිකුත් කෙරිණි. නූතන රික්ත නළ වල භාවිතා වන ත'මයන විමෝචනයේ දී, කැතෝඩය තැනී ඇත්තේ තුනී කම්බි සූත්‍රිකාවකින් වන අතර ඒ හරහා ගමන් කරන විභේද කළ විදුලි ධාරාවක් මගින් එය රත්වේ. සූත්‍රිකාවේ වැඩි වූ අහඹු තාප චලිතය මගින් ඉලෙක්ට්‍රෝන, සූත්‍රිකාවේ පෘෂ්ඨයේ සිට නළයේ හිස් ප්‍රදේශය වෙතට පලවා හරී.

ඉලෙක්ට්‍රෝන වලට ඇත්තේ ඍණ අරෝපණයක් බැවින්, ඒවා කතෝඩයෙන් විකර්ෂණය වී ඇනෝඩය වෙත ආකර්ෂණය වේ. ඒවා හිස් නළය හරහා ඍජු රේඛාවල ගමන් කරයි. ඉලෙක්ට්‍රෝඩ අතරට යොදන විභව අන්තරය මගින් ස්කන්ධය අඩු අංශු ත්වරිත කර වැඩි ප්‍රවේගයන්ට පත් කරයි. කැතෝඩ කිරණ අදෘශ්‍යමාන වේ, එහෙත් ඒවායේ පැවතීම මුල්ම රික්ත නළ තුළ හඳුනාගනු ලැබුවේ ඒවා නළයේ වීදුරු බිත්තිය තුළ සිරවී ගිය විට, වීදුරුවේ පරමාණු සකොබනය කරමින් ප්‍රතිදීප්තිය නම් දිලිසීමකින් ඒවායෙන් ආලෝකය විමෝචනය කරන විට දී ය. නළය තුළ කැතෝඩයට ඉදිරියෙන් තැබූ වස්තුවලට දිලිසෙන බිත්තිය මත ඡායාවන් ඇතිකිරීමට හැකි බව පර්යේෂකයන් දුටු අතර, කැතෝඩයේ සිට සරල රේඛීය ව යමක් ගමන් කරන බව ඔවුහු අවබෝධ කරගත්හ. ඉලෙක්ට්‍රෝන ඇනෝඩයට ළඟා වූ පසු, ඒවා ඇනෝඩයේ කම්බි තුළින් බල සැපයුමට ගමන් කර නැවත කැතෝඩයට ගමන් කරයි, එබැවින් කැතෝඩ කිරණ මගින් නළය හරහා විද්‍යුත් ධාරාවක් ගෙනයයි.

නළයක් තුළින් යන කැතෝඩ කිරණ කදම්භයක ධාරාව, කුඩා විභව අන්තරයක් යෙදූ කම්බි ලෝහ ආවරණයක් (ජාලකයක්) තුළින් යැවීමෙන් එය පාලනය කළ හැක. කම්බිවල විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය මගින් සමහර ඉලෙක්ට්‍රෝන ඇනෝඩයට ළඟාවීම වළකමින් ඒවා පසෙකට හරවයි. මෙලෙස ජාලකයේ කුඩා විභව අන්තරයක් මගින් ඇනෝඩයේ වඩා විශාල විභව අන්තරයක් පාලනය කළ හැක. රික්ත නළ තුළ විද්‍යුත් තරංග වර්ධනය කිරීමේ දී යොදා ගන්නේ මෙම මූලධර්මයයි. කැතෝඩ කිරණවල අධි වේගී කදම්භ හැරවීමට සහ මෙහෙයවීමට, නළය තුළ ඇති විභව අන්තරයක් යෙදූ අතිරේක ලෝහ තහඩු මගින් ඇති කළ විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයන් හෝ කම්බි දඟර (විද්‍යුත් චුම්භක) මගින් ඇති කළ චුම්භක ක්ෂේත්‍රයන් ද යොදාගත හැක. මේවා රූපවාහිනී සහ පරිගණක තිර, මෙන්ම ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂවල දී හමුවන කැතෝඩ කිරණ නළවල භාවිතා වේ.

ඉතිහාසය
ඔටෝ වොන් ගෙයරකි විසින් 1654 දී රික්ත පොම්පය නිපදවීමෙන් අනතුරුව, භෞතික විද්‍යාඥයන් විරලීකෘත වාතය හරහා අධික විභව අන්තරයක් සහිත ධාරා යැවීම පිළිබඳව පරීක්ෂණ සිදු කරන ලදී. 1705 දී, ස්ථීති විද්‍යුත් ජනකයකින් පිටවන විදුලි පුපුරු වායුගෝලීය පීඩනයට වඩා අඩු වායු පීඩනයක් යටතේ දී වඩා දිගු දුරක් ගමන් කරන බව නිරීක්ෂණය විය.
වායු විසර්ජන නළ
1883 දී, මයිකල් ෆැරඩේ විරලීකෘත වාතය පිරි වීදුරු නළයක් තුළින් ධාරාවක් යැවීමේ දී, කැතෝඩය (ඍණාරෝපිත ඉලෙක්ට්‍රෝඩය) වෙතින් ආරම්භ වී ඇනෝඩය (ධනාරෝපිත ඉලෙක්ට්‍රෝඩය) වෙතින් අවසන් වන නාඳුනන ආලෝක චාපයක් නිරීක්ෂණය කළේය.මයිකල් ෆැරඩේ (1838) "VIII.  Experimental researches in electricity. — Thirteenth series.," Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 128 :  125-168. 1857 දී, ජර්මානු භෞතික විද්‍යාඥයෙක් හා වීදුරු භාණ්ඩ නිපදවන්නෙකු වූ හයින්රික් ගීස්ලර් වැඩිදියුණු කළ පොම්පයකින් වීදුරු පිඹින විටක, පීඩනය 10−3 atm පමණ වන තෙක් වැඩි වාත ප්‍රමාණයක් ඉවත් කරගත් අතර එමගින් චාපයක් වෙනුවට දීප්තියකින් නළය පීරීයන බව සොයාගත්තේය. නළයේ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙක අතරට ප්‍රේරණ දඟරයකින් ජනනය කර යොදන ලද විභව අන්තරය, කුඩා කිලෝවෝල්ට් ප්‍රමාණයක සිට 100 kV අතර විය. ගීස්ලර් නළ ලෙස හැඳින්වුණු මේවා, වර්තමාන නියෝන් සංඥා වලට සමානය.

මූලාශ්‍ර