中2理科｜クルックス管（真空放電管）の実験をわかりやすく解説！陰極線の性質と練習問題で完全マスター

中学2年の理科では、電流の正体を探る手がかりとして「クルックス管（真空放電管）」の実験を学びます。この実験では、陰極線と呼ばれる見えない線がシャドウを作る現象を通して、電子の存在や性質について理解を深めていきます。しかし、「どっちが陰極？」「なんで影ができるの？」と疑問に思う人も多いはず。この記事では、クルックス管の仕組みや実験のポイント、陰極線の特徴に加えて、確認用の練習問題も紹介します。テストや授業の復習に役立てましょう！

クルックス管（真空放電管）の実験

真空放電とは、放電管内の空気を抜いて、気圧が低い状態し、放電管の両端に高い電圧をかけることで起こる放電現象です。

クルックス管

＜実験＞

• 放電管内の空気を真空ポンプで抜き、圧力が低い状態にする。
• 誘導コイルを使って放電管の両端に高い電圧を加える。
• 管内のようすを観察する。

＜結果＞

• 放電管内に青い線が見えます。これは、放電管の両端に強い電圧を加えることで、放電管内に電流が流れたためです。この電流の正体は電子というマイナスの電気を帯びた粒子で、空気中の酸素や窒素原子と電子が衝突することで、青い光の線が見えるのです。

陰極線の性質と正体

陰極線には、つぎのような 性質や作用がある。

1. －(陰)極面から垂直に出て,、進する。
2. 物体に当たると、力をおよぼす。
3. けい光物質に当たって、けい光を発する。
4. 磁界や電界中で力を受けて曲がる。
5. 写真乾板を感光させる。
6. 気体の分子に衝突すると、それをはね飛ばしたり、イオンにしたりする。

陰極線の性質の1と2から 粒子の流れであることが予想され、また4の磁界や電界中で受ける力の向きから－の電気を帯びていることがわかります。

電子線

陰極線の正体は電子というきわめて小さな-の電気を帯びた粒子の流れであることが明らかにされた。このため、陰極線のことを電子線ともいう。

【問題】クルックス管に関する練習問題

次の問いに答えなさい。

1. 放電管内の気圧を低くした状態で、高い電圧を加えると発生する現象を何というか。
2. 放電管内の空気を抜いて、気圧が低い状態にするために使う装置の名称を答えよ。
3. クルックス管で真空放電を起こした場合に見られる白い線のようなものを何というか。
4. 3は何極から何極に進んでいるように見えるか。
5. 3の正体はマイナスの電気を帯びた粒子であるこの粒子の名称を答えよ。

【解答】クルックス管に関する解答

1. 真空放電
2. 真空ポンプ
3. 陰極線（電子線）
4. －極（陰極）から＋極（陽極）
5. 電子

クルックス管の実験は、電気と粒子の関係を知る第一歩です。陰極線が直進する性質や、物に当たると影を作ることなどをしっかり押さえることで、電子の正体に近づくことができます。今回の解説と練習問題を活用して、理解を深め、自信をもってテストに臨みましょう！