Трубка Гейсслера — это одна из первых газоразрядных трубок, использовавшаяся для демонстрации принципов электрического тлеющего разряда , аналогичных современному неоновому освещению , и игравшая центральную роль в открытии электрона [ 1] . :67 Трубка была изобретена немецким физиком и стеклодувом Генрихом Гейсслером в 1857 году. Она состоит из герметичного, частично вакуумированного стеклянного цилиндра различной формы с металлическим электродом на каждом конце, содержащего разреженные газы, такие как неон , аргон или воздух ; пары ртути или другие проводящие жидкости ; или ионизируемые минералы или металлы , такие как натрий . Когда между электродами подается высокое напряжение , через трубку течет электрический ток . Ток отделяет электроны от молекул газа, создавая ионы , а когда электроны рекомбинируют с ионами, газ излучает свет посредством флуоресценции . Цвет излучаемого света зависит от материала внутри трубки, благодаря чему можно добиться множества различных цветов и световых эффектов. Первые газоразрядные лампы , трубки Гейсслера, были новинкой, выполненной во многих художественных формах и цветах, чтобы продемонстрировать новую науку об электричестве. В начале 20 века эта технология была коммерциализирована и превратилась в неоновое освещение .
Трубки Гейсслера массово производились с 1880-х годов как новинки и развлекательные устройства с различными сферическими камерами и декоративными змеевидными дорожками, образующими стеклянную трубку. Некоторые трубки имели очень сложную форму и содержали камеры внутри внешнего корпуса. Новый эффект можно было получить, вращая светящуюся трубку на высокой скорости с помощью двигателя; благодаря постоянству зрения был виден цветной диск . При прикосновении руки к рабочей трубке форма светящегося разряда внутри часто менялась из-за емкости корпуса.
Простые прямые трубки Гейсслера использовались в научных исследованиях начала 20-го века в качестве индикаторов высокого напряжения. Когда трубку Гейсслера подносили к источнику переменного тока высокого напряжения, такому как катушка Теслы или катушка Румкорфа , она загоралась даже без контакта с цепью. Их использовали для настройки на резонанс баковых контуров радиопередатчиков . Другим примером их использования был поиск узлов стоячих волн на линиях передачи , таких как линии Лешера, использовавшиеся для измерения частоты ранних радиопередатчиков.
Другое применение около 1900 года было в качестве источника света в рефрактометрах Пульфриха . [2]
Трубки Гейсслера иногда до сих пор используются в обучении физике для демонстрации принципов работы газоразрядных трубок .
Трубки Гейсслера были первыми газоразрядными трубками и оказали большое влияние на разработку многих инструментов и устройств, работающих на электрическом разряде в газах. [1] : 67
Одним из наиболее значительных последствий ламповой технологии Гейсслера было открытие электрона и изобретение электронных вакуумных ламп . К 1870-м годам более совершенные вакуумные насосы позволили ученым откачивать трубки Гейсслера до более высокого вакуума; они были названы трубками Крукса в честь Уильяма Крукса . При подаче тока было обнаружено, что стеклянная колба этих трубок светилась на конце, противоположном катоду. Наблюдая, как на светящуюся стенку трубки отбрасываются тени с острыми краями из-за препятствий в трубке перед катодом, Иоганн Хитторф понял, что свечение было вызвано каким-то лучом, идущим по прямым линиям через трубку от катода. Их назвали катодными лучами . В 1897 году Дж. Дж. Томсон показал, что катодные лучи состоят из ранее неизвестной частицы, которую назвали электроном . Технология управления электронными пучками привела к изобретению в 1907 году усилительной вакуумной лампы , которая создала область электроники и доминировала в ней в течение 50 лет, а также электронно-лучевой трубки , которая использовалась в радарах и телевизионных дисплеях.
Некоторые из устройств, созданных на основе ламповой технологии Гейсслера:
