Sejarah Penemuan Sinar Katoda

Sinar katode (disebut pula pancaran elektron) adalah arus elektron yang diamati di dalam tabung vakum, yaitu tabung kaca hampa udara yang dilengkapi oleh paling sedikit dua elektrode logam yang diberi tegangan listrik, katode atau elektrode negatif dan anode atau elektrode positif. Elektron pertama ditemukan sebagai komponen penyusun sinar katode. Pada 1897, fisikawan Inggris Joseph John Thomson menunjukkan bahwa sinar katode terdiri dari partikel bermuatan negatif yang belum pernah dikenal, yang kemudian dinamai elektron. Tabung sinar katode menghasilkan gambar di dalam pesawat televisi dan monitor komputer terdahulu.

(Baca juga: "Joseph John Thomson - Penemu Elektron")


Awal penemuan

Petir adalah aliaran muatan listrik di udara bertekanan satu atmosfer. Agar dapat menembus udara dengan tekanan itu, diperlukan kuat medan listrik yang besarnya 30,000 V/cm. Di dalam tabung bertekanan kurang dari 1 atmosfer, aliran muatan listrik dapat terjadi pada kuat medan listrik kurang dari 30.000 V/cm. Tahun 1855, H. Geissler berhasil menemukan teknik penghampaan atau pemvakuman udara, sehingga tekanan dalam tabung menjadi sangat rendah, sampai pada tekanan 0,01% dari tekanan udara normal, yang berarti sama dengan 0,00001 atmosfer. Penemuan Geissler ini sangat berguna bagi perkembangan ilmu pengetahuan selanjutnya.

Penemuan Geissler selanjutnya digunakan oleh Julius Plocker untuk melakukan percobaan. Sebuah tabung berisi gas diberi elektroda positif (anoda) dan elektroda negatif (katoda) pada ujung-ujungnya. Jika elektroda-elektroda dihubungkan dengan sumber tegangan tinggi molekul-molekul gas akan ter-ionkan menjadi muatan positif dan muatan negatif. Peristiwa ini sering dinamakan pelucutan gas (discharge). Adapun instrumen yang digunakan sering disebut tabung lucutan.

Plocker menghampakan tabung lucutan. Kemudian memberi tegangan tinggi pada kedua elektrodanya. Amperemeter dipasang untuk memantau arus. Karena tidak ada gas di dalamnya, maka diharapkan tidak ada arus yang mengalir. Ternyata hasilnya lain, yaitu ada arus. Yang lebih mengherankan lagi, dinding tabung di belakang anoda berpendar mengeluarkan cahaya hijau pucat. Plocker tidak dapat menjelaskan kedua peristiwa itu.

Sifat-sifat sinar kehijauan itu kemudian diselidiki oleh Sir William Crookes pada tahun 1875. Ia menggunakan tabung yang dibelokkan tegak lurus. Sinar kehijauan muncul pada bagian tabung yang langsung berhadapan dengan katoda. Akhirnya, ia menyimpulkan bahwa ada sesuatu yang keluar dari katoda. Eugene Goldstein menamakannya sinar katoda.

Seytelah dilakukan beberapa percobaan dan penelitian terhadap sinar katoda, akhirnya ditemukan sifat-sifat sinar katoda, yaitu:

• Tidak bergantung pada material/bahan katoda. Sifat ini tidak berubah ketika katoda diganti dengan bahan-bahan yang berbeda;
• Merambat lurus. Ketika diberi penghalang, ternyata menghasilkan bayang-bayang dibelakangnya;
• Dapat dibelokkan oleh medan listrik;
• Dapat dibelokkan oleh medan magnet;
• Dapat menyebabkan terjadinya reaksi kimia, misalnya dapat mengubah warna garam perak;
• Dapat memendarkan sulfida seng dan barium platina sianida;
• Dapat menghasilkan panas;
• Dapat menghilangkan plat foto
• Dapat menghasilkan sinar X

Karena dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet, maka sinar katoda merupakan partikel bermuatan listrik, tepatnya bermuatan listrik negatif yang selanjutnya diberi nama elektron.


Tabung Sinar Katoda

Tabung sinar katode (bahasa Inggris: cathode ray tube atau CRT), ditemukan oleh Karl Ferdinand Braun, merupakan sebuah tabung penampilan yang banyak digunakan dalam layar komputer, monitor video, televisi dan oskiloskop. CRT dikembangkan dari hasil kerja Philo Farnsworth yang dipakai dalam seluruh pesawat televisi sampai akhir abad 20, dan merupakan dasar perkembangan dari layar plasma, LCD dan bentuk teknologi TV lainnya.

(Baca juga: "Penemu Tabung Sunar Katioda - Karl Ferdinand Braun ")

Karl Ferdinand Braun membuat osiloskop tabung sinar katode pertama pada tahun 1897. Teknik ini digunakan oleh sebagian besar peralatan TV dan monitor komputer. Tabung katode masih disebut "tabung Braun" (Braunsche Röhre) di negara penutur bahasa Jerman (dan di Jepang: Buraun-kan).

Sumber:

• Informasiana, "Sejarah Penemuan Sinar Katoda"
• Blog Penemu, "Penemu Tabung Sinar Katoda - Ferdinand Braun"