E’ costituito da un tubo di vetro contenente del gas, ai cui estremi vi sono degli elettrodi collegati ad un generatore ad alto potenziale. Il tubo è collegato ad una macchina pneumatica e mediante essa facciamo man mano diminuire la pressione all’interno del tubo.
Se si fa diminuire ancora la pressione si osserva che la LP si ritira verso l’anodo mentre la LN invade tutto il tubo. Alle pressioni da 10-3 a 10-4 mmHg scompare anche la luce negativa e, se la tensione è abbastanza alta perché la scarica non cessi, si osserva sulla parete di vetro situata di fronte al catodo una viva fluorescenza verde o azzurra. Questa fluorescenza della parete di vetro prospicente al catodo è dovuta alla proiezione di raggi particolari emanati da questo elettrodo. Essi si chiamano perciò raggi catodici e furono scoperti da Plucker nel 1858. I raggi catodici sono elettroni emessi dal catodo quando viene colpito dagli ioni positivi generatisi nel tubo di scarica.
Fase 1
Da principio la scarica non passa a causa della notevole distanza fra gli elettrodi, ma appena si produce una debole rarefazione essa avviene con numerose scintille poco dissimili da quelle che si osservano a pressione ordinaria.
Quando la pressione nel tubo è scesa a qualche mm di Hg la scarica assume un andamento regolare e silenzioso, il gas rarefatto diviene luminescente formando strisce luminose serpeggianti il cui colore dipende dal gas contenuto nel tubo e dalla natura degli elettrodi.
Fase 2
Riducendo la pressione all’ordine di 1 mm Hg il nastro luminoso si allarga invadendo tutto il tubo mentre la luminosità tende a diminuire nella regione catodica (spazio oscuro di Faraday)
Fase 3
Riducendo la pressione a qualche centesimo di mm Hg la colonna luminosa si spezza in più strati che volgono la concavità verso l’anodo e la luce azzurra che circonda il catodo si allontana dall’elettrodo determinando uno spazio oscuro detto di Hittorf.
Se si fa diminuire ancora la pressione si osserva che la LP si ritira verso l’anodo mentre la LN invade tutto il tubo. Alle pressioni da 10-3 a 10-4 mmHg scompare anche la luce negativa e, se la tensione è abbastanza alta perché la scarica non cessi, si osserva sulla parete di vetro situata di fronte al catodo una viva fluorescenza verde o azzurra. Questa fluorescenza della parete di vetro prospicente al catodo è dovuta alla proiezione di raggi particolari emanati da questo elettrodo. Essi si chiamano perciò raggi catodici e furono scoperti da Plucker nel 1858. I raggi catodici sono elettroni emessi dal catodo quando viene colpito dagli ioni positivi generatisi nel tubo di scarica.