اكتشاف أشعة المهبط 1897 م
- جميع الغازات تحت الظروف العادية من الضغط ودرجة الحرارة تكون عازلة للكهرباء.
- عند تفريغ أنبوبة زجاجية من الغاز بحيث يصبح ضغط الغاز فيها منخفض جداً وتعريض الغاز لفرق جهد مناسب فإن الغاز يصبح موصلاً للكهرباء.
- إذا زيد فرق الجهد بين القطبين إلى حوالي (1000) فولت يخرج سيل من الأشعة غير المنظورة من المهبط تسبب وميضاً على جدار أنبوبة التفريغ (أشعة المهبط Cathode Rays) وسميت فيما بعد الألكترونات.
أهم خواص أشعة المهبط
(1) تتكون من دقائق مادية صغيرة سالبة الشحنة (الألكترونات)
(2) تسير فى خطوط مستقيمة.
(3) تتأثر بالمجال الكهربي والمجال المغناطيسي.
(4) لها تأثير حراري
(5) لا تختلف في سلوكها أو طبيعتها باختلاف مادة المهبط أو نوع الغاز مما يثبت أنها تدخل في تركيب جميع المواد.
أوجة الشبة بين أشعة الهبط والأشعة الضوئية
(1) تسير هذه الاشعة داخل الأنبوبة في خطوط مستقيمة بشكل موازٍ للحقل الكهربائي المطبق بين المصعد والمهبط أي عمودياً على سطح المهبط (الكاثود). وكذلك لو نظرنا إلى أحد خصائص الضوء سنجدها تحمل صفة الاستقامة مثل أشعة الكاثود، بحيث لو أننا وضعنا جسماً معيناً في ضوء الشمس سيتكون ظل لهذا الجسم.
(2) عند اصطدام هذه الأشعة بسطح معدني رقيق فإنها ترفع درجة حرارته حتى التوهج (أي أنها تحمل طاقة حرارية)، كذلك الضوء يحمل هذه الصفة، حيث لو أننا لمسنا مصباح سيارة مثلا بعد مشوار طويل في الليل سنجد أنه ساخن أي يحمل طاقة حرارية فهذه الطاقة تحولت من الطاقة الضوئية.
أوجة الأختلاف بين أشعة الهبط والأشعة الضوئية
(1) تحرك عجلة خفيفة عند اصطدامها بأشعة الكاثود أي أن لها كمية حركة (أو كتلة)، ولكن لونظرنا إلى الضوء سنجد أنه لا يحمل هذه الصفة، حيث لو أننا سلطنا مصباح على مروحة قابلة للدوران حول محور لن تدور هذه المروحة ولكن سيحدث العكس عند أشعة الكاثود (أي ستدور المروحة).
(2) تنحرف هذه الأشعة عند دخولها مجالاً مغناطيسياً عمودياً على اتجاهها (أي أنها تمتلك شحنات كهربائية سالبة)، ولكن لو سلطنا ضوء مصباح على المولد الكهربائي سنجد أن الضوء يسير بلا انحراف أو تكسر أو حيود فهذا يفسر أن الضوء لا يحمل هذه الصفة ولا يتأثر بالمجال المغناطيسي.
(3) كلاهما يتشابهان الا ان اشعة الكاثود مشحونه والضوء غير مشحون حيث عندما تحضر شيء مغناطيسي تنجذب اشعة الكاثود اليها هذا بسبب ان اشعة الكاثود مشحونه بشحنات موجبه وسالبه.