I raggi catodici vengono prodotti attraverso un processo che prevede l’applicazione di alta tensione agli elettrodi in un tubo a vuoto. Nello specifico, un tubo a raggi catodici (CRT) inizia la produzione di raggi catodici con l’emissione di elettroni da un catodo riscaldato. Quando il catodo viene riscaldato, rilascia elettroni a causa dell’emissione termoionica. Questi elettroni vengono quindi accelerati verso un anodo (o elettrodo caricato positivamente) all’interno del tubo a vuoto quando viene applicata un’alta tensione tra il catodo e l’anodo.
Per realizzare un raggio catodico, viene generalmente utilizzato un tubo a raggi catodici (CRT). All’interno del CRT viene creato un vuoto per impedire agli elettroni di entrare in collisione con le molecole di gas. Un catodo, spesso riscaldato per emettere elettroni, funge da sorgente di questi elettroni. Quando viene applicata un’alta tensione tra il catodo e l’anodo, gli elettroni vengono accelerati verso l’anodo. Il fascio di elettroni risultante, noto come raggi catodici, viaggia in linea retta dal catodo all’anodo a meno che non sia influenzato da campi elettrici o magnetici esterni.
I tubi a raggi catodici (CRT) vengono prodotti attraverso una serie di passaggi precisi per garantire la produzione di un fascio di elettroni ben definito. Il processo inizia con l’assemblaggio di un tubo a vuoto di vetro contenente elettrodi, inclusi un catodo e un anodo. Il catodo, tipicamente rivestito con un materiale che emette elettroni quando riscaldato (emissione termoionica), viene riscaldato per rilasciare elettroni. Questi elettroni vengono accelerati verso l’anodo applicando un’alta tensione attraverso gli elettrodi. All’interno del CRT, il vuoto garantisce che gli elettroni viaggino liberamente senza entrare in collisione con le molecole del gas, consentendo la formazione di un fascio di elettroni focalizzato o raggi catodici.
I catodi producono elettroni attraverso un fenomeno chiamato emissione termoionica. Quando un materiale, come il tungsteno o altri metalli, viene riscaldato a una temperatura sufficientemente elevata, gli elettroni guadagnano abbastanza energia termica per fuoriuscire dalla superficie del materiale. Questa emissione di elettroni dal catodo avviene naturalmente quando il catodo viene riscaldato nel vuoto, come nei tubi a raggi catodici (CRT) e altri dispositivi che emettono elettroni.
In un oscilloscopio a raggi catodici (CRO), i raggi catodici vengono prodotti in modo simile ai CRT. Il catodo del CRO emette elettroni quando riscaldato e questi elettroni vengono accelerati verso uno schermo fluorescente dall’alta tensione. Variando la tensione, è possibile controllare la posizione del raggio, consentendogli di creare motivi sullo schermo.