Les rayons cathodiques sont produits par un processus impliquant l’application d’une haute tension aux électrodes d’un tube à vide. Plus précisément, un tube à rayons cathodiques (CRT) commence la production de rayons cathodiques par l’émission d’électrons à partir d’une cathode chauffée. Lorsque la cathode est chauffée, elle libère des électrons par émission thermoionique. Ces électrons sont ensuite accélérés vers une anode (ou une électrode chargée positivement) à l’intérieur du tube à vide lorsqu’une haute tension est appliquée entre la cathode et l’anode.
Pour fabriquer un rayon cathodique, un tube à rayons cathodiques (CRT) est généralement utilisé. À l’intérieur du tube cathodique, un vide est créé pour empêcher les électrons d’entrer en collision avec les molécules de gaz. Une cathode, souvent chauffée pour émettre des électrons, sert de source de ces électrons. Lorsqu’une haute tension est appliquée entre la cathode et l’anode, les électrons sont accélérés vers l’anode. Le faisceau d’électrons résultant, appelé rayons cathodiques, se déplace en ligne droite de la cathode à l’anode, à moins d’être influencé par des champs électriques ou magnétiques externes.
Les tubes cathodiques (CRT) sont fabriqués selon une série d’étapes précises pour garantir la production d’un faisceau d’électrons bien défini. Le processus commence par l’assemblage d’un tube à vide en verre contenant des électrodes, dont une cathode et une anode. La cathode, généralement recouverte d’un matériau qui émet des électrons lorsqu’elle est chauffée (émission thermoionique), est chauffée pour libérer des électrons. Ces électrons sont accélérés vers l’anode en appliquant une haute tension aux bornes des électrodes. À l’intérieur du tube cathodique, le vide garantit que les électrons se déplacent librement sans entrer en collision avec des molécules de gaz, permettant ainsi la formation d’un faisceau d’électrons focalisé ou de rayons cathodiques.
Les cathodes produisent des électrons grâce à un phénomène appelé émission thermoionique. Lorsqu’un matériau, tel que le tungstène ou d’autres métaux, est chauffé à une température suffisamment élevée, les électrons gagnent suffisamment d’énergie thermique pour s’échapper de la surface du matériau. Cette émission d’électrons de la cathode se produit naturellement lorsque la cathode est chauffée sous vide, comme dans les tubes cathodiques (CRT) et autres dispositifs émetteurs d’électrons.
Dans un oscilloscope à rayons cathodiques (CRO), les rayons cathodiques sont produits de la même manière que les CRT. La cathode du CRO émet des électrons lorsqu’elle est chauffée, et ces électrons sont accélérés vers un écran fluorescent par haute tension. En faisant varier la tension, la position du faisceau peut être contrôlée, lui permettant de créer des motifs sur l’écran.
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