Kathodenstrahlen und Röntgenstrahlen sind beide Arten elektromagnetischer Strahlung, sie unterscheiden sich jedoch erheblich in ihren Eigenschaften und ihrem Ursprung. Kathodenstrahlen sind Elektronenströme, die von der Kathode (negative Elektrode) einer Vakuumröhre unter Hochspannung emittiert werden. Sie werden in Kathodenstrahlröhren (CRTs) zur Bilddarstellung in älteren Fernsehgeräten und Monitoren eingesetzt. Kathodenstrahlen können durch elektrische oder magnetische Felder abgelenkt werden und erzeugen sichtbares Licht, wenn sie auf einen phosphoreszierenden Bildschirm im Inneren einer Kathodenstrahlröhre treffen.
Im Gegensatz dazu sind Röntgenstrahlen eine Form elektromagnetischer Strahlung mit viel höherer Energie und kürzeren Wellenlängen als sichtbares Licht. Sie entstehen, wenn hochenergetische Elektronen in einer Röntgenröhre auf ein Targetmaterial treffen. Röntgenstrahlen können Materialien je nach Energie unterschiedlich stark durchdringen, was sie für die medizinische Bildgebung, Sicherheitskontrollen und industrielle Inspektionen nützlich macht. Im Gegensatz zu Kathodenstrahlen sind Röntgenstrahlen für das menschliche Auge nicht sichtbar, können aber mit Spezialgeräten nachgewiesen werden.
Eine Kathodenstrahlröhre (CRT) und eine Röntgenröhre sind beides Vakuumröhren, die Kathodenstrahlen für unterschiedliche Zwecke nutzen. Eine Kathodenstrahlröhre erzeugt Bilder, indem sie Kathodenstrahlen auf einen phosphoreszierenden Bildschirm richtet, wo sie sichtbares Licht aussendet und so Bilder erzeugt. Im Gegensatz dazu verwendet eine Röntgenröhre Kathodenstrahlen, um Röntgenstrahlen zu erzeugen, indem sie Elektronen in Richtung eines Metallziels beschleunigt. Die Kollision hochenergetischer Elektronen mit dem Targetmaterial erzeugt Röntgenstrahlen, die dann für medizinische Diagnostik, industrielle Tests und andere Anwendungen, die durchdringende Strahlung erfordern, verwendet werden.
Im Kontext einer Röntgenröhre ist die Kathode die Elektrode, von der Elektronen emittiert werden. Diese Elektronen werden zur Anode (positive Elektrode) beschleunigt und erzeugen beim Auftreffen auf das Anodenmaterial Röntgenstrahlen. Die Kathode besteht typischerweise aus einem beheizten Glühfaden, der bei Erwärmung auf hohe Temperaturen durch thermionische Emission Elektronen emittiert. Die Emission von Elektronen aus der Kathode löst den Röntgenerzeugungsprozess in der Röhre aus.
Der Hauptunterschied zwischen Kathodenstrahlen und Lichtstrahlen liegt in ihrer Natur und ihrem Verhalten. Kathodenstrahlen sind Elektronenströme, bei denen es sich um negativ geladene Teilchen handelt, die von einer Kathode unter hoher Spannung emittiert werden. Sie können durch elektrische und magnetische Felder abgelenkt werden und erzeugen sichtbares Licht, wenn sie auf einen phosphoreszierenden Bildschirm treffen. Im Gegensatz dazu beziehen sich Lichtstrahlen auf elektromagnetische Wellen innerhalb des sichtbaren Spektrums, die sich im Raum ausbreiten. Lichtstrahlen können je nach Material, mit dem sie interagieren, gebrochen, reflektiert oder absorbiert werden und sind für das Sehen und die Beleuchtung verantwortlich.
Kathodenstrahlen und Anodenstrahlen (auch als Kanalstrahlen bekannt) sind unterschiedliche Arten von geladenen Teilchenstrahlen in Vakuumröhren. Kathodenstrahlen sind Elektronenströme, die von einer Kathode emittiert werden und in Richtung einer positiv geladenen Anode beschleunigt werden können. Sie werden in CRTs zur Darstellung von Bildern und in der Elektronenmikroskopie zur Abbildung bei hohen Vergrößerungen eingesetzt. Anodenstrahlen hingegen sind positiv geladene Ionen, die sich in einer Vakuumröhre zu einer negativ geladenen Kathode bewegen. Sie entstehen, wenn Restgasmoleküle im Inneren der Röhre durch Elektronenbeschuss ionisiert werden. Anodenstrahlen kommen im Vergleich zu Kathodenstrahlen in der Praxis weniger häufig vor und wurden hauptsächlich wegen ihrer Rolle beim Verständnis der Atomstruktur und Ionisierungsprozesse untersucht.