沿直线传播的射线阴极射线

显像管是阴极射线的俗称，它是低压气体放电过程出现的奇特现象。阴极射线是德国物理学家普吕克尔在1857年进行低压气体放电研究的过程中发现的。它的应用非常广泛，可直接用于切割、熔化、焊接等。

19世纪中叶，随着电学知识的积累和真空技术的提高，科学家开始注意到已被遗忘了很久的真空放电现象。

1838年，法拉第首先做了低气压气体的放电实验。他将一根玻璃管内的空气抽去，将两根黄铜棒插到玻璃管里面作为电极。当通电的时候，法拉第发现，在两根黄铜分开的瞬间，出现了一种独特的放电现象：从负极发出一束光线，而正极却是暗的。加大两极之间的距离，则从正极向负极发出了一束紫红色的光。距离越大，光束越长，且向负极移动，光束和负极之间总有一段暗区，而且长度几乎不变。这个暗区后来被称为法拉第暗区。

法拉第只是观察到一些气体放电的现象，而对这一现象开始进行研究的则是德国人普吕克尔。普吕克尔是波恩大学的物理学教授，他对磁与气体放电间的关系很感兴趣，而且他有一位极有才华的仪器制造者盖斯勒当助手。盖斯勒精于玻璃吹制，他制做了许多形状不同、性能优越的真空管供普吕克尔研究使用，这就是后来被称为的“盖斯勒管”。

阴极射线被十字挡板阻挡，因此在玻璃管顶端留下一个影子。

1855年，盖斯勒根据普吕克尔的设计，利用托里拆利的真空原理制造出水银真空泵，使人们获得了更高的真空度，低气压气体放电的研究也随之进人真空放电的研究阶段。

1857年，普吕克尔用盖斯勒管做了一系列真空放电实验。他发现，管内的气压越低，法拉第暗区越大，如果把磁铁靠近盖斯勒管，则从阴极发出的辉光就会跟随磁场的“力线”。最重要的是普吕克尔还发现，从阴极发出的射线打到管壁上会发出荧光，而且荧光斑能被磁场力偏转。

阴极射线管

十多年后，普吕克尔的学生希托夫根据一系列实验，推测从阴极发出的是一种沿直线传播的射线。后来，德国物理学家哥尔德茨坦进一步证实了这一推测。他用多种材料制成形状、大小不同的平面阴极，发现由阴极发出的射线完全不同于白炽灯丝发出的光那样向四面八方散射，而是从阴极表面平行射出，并且这种发射方式与阴极的材料无关。他还发现了阴极射线的其他性能，比如把某些材料，如银盐放到管内，射线就会使它们发生化学变化。哥尔德茨坦把这种射线称为“阴极射线”。

1879年，英国科学家克鲁克斯设计并制造出一系列后来称之为“克鲁克斯管”的阴极射线管，他改进了以往的真空泵，使克鲁克斯管的真空度达到百分之一个大气压。

就在阴极射线发现之后的1897年，汤姆逊根据放电管中的阴极射线在电磁场和磁场作用下的轨迹确定阴极射线中的粒子带负电，并测出了其荷质比，第一次发现电子；十多年后，密立根用油滴实验测出了电子的电荷。

随着科学技术的发展，人们对阴极射线的研究结出了丰硕的成果，现代科学中的阴极电子学和真空电子学就来自于它。

学海拾贝

我们使用的收音机、电视机中的电子管，今天计算机的显示器都是阴极电子学和真空电子学的复合产物。今天，阴极电子学和真空电子学在信息、能源等许多高科技领域都担负起越来越重要的角色。