La nozione di catodo è usata nel campo della fisica per nominare un elettrodo negativo . L'etimologia del termine si riferisce alla parola greca káthodos, che si traduce come "percorso discendente" .

L'elettrodo è chiamato la fine di un conduttore elettrico che raccoglie o trasferisce una corrente quando è in contatto con un mezzo. Nel caso specifico dei catodi, sono elettrodi che hanno una carica elettrica negativa .

Le estremità oi terminali di una batteria o di una batteria sono chiamati poli, che possono essere negativi o positivi. Questa qualità è chiamata polarità . La direzione di circolazione della corrente elettrica è stata convenzionalmente fissata come il flusso di cariche che va dal polo positivo al polo negativo.

Nei dispositivi che forniscono energia, come le batterie, il catodo ha polarità positiva . D'altra parte, se l'elemento esegue un consumo di energia, il catodo ha una polarità negativa .

Nei catodi si generano reazioni redox (riduzione-ossidazione) che causano un materiale, ottenendo elettroni (particelle elementari che hanno una carica negativa), per soffrire una riduzione del suo stato di ossidazione. Negli anodi (elettrodi positivi), d'altra parte, vengono eseguite reazioni di ossidazione, che portano ad un materiale che perde elettroni e aumenta il suo stato di ossidazione.

Per quanto riguarda l'etimologia, è noto che il termine è stato coniato dal fisico e chimico Michael Faraday, originario della Gran Bretagna, che ha dato un grande contributo ai campi dell'elettrochimica e dell'elettromagnetismo. Più specificamente, Faraday lo menzionò per la prima volta nel contesto della sua ricerca sperimentale sull'elettricità, nella settima serie.

Il significato che ha dato alla parola cathode era quello di "exit, descending way", poiché la sua origine è in una parola greca che può essere tradotta come "way, down"; in questo caso, dovrebbe essere compreso solo in riferimento all'elettrolito delle celle elettrochimiche.

Si chiama catodo termionico per quell'elettrodo che, dall'effetto termoionico generato dal calore, produce un'emissione di elettroni; Questo fenomeno è anche noto come effetto Edison . Questo tipo di catodo, ad esempio, è la fonte di elettroni utilizzati nelle valvole termoioniche.

Una delle proprietà più importanti del catodo termoionico è che può aumentare autonomamente la propria temperatura ; per fare questo, fa circolare una corrente di riscaldamento attraverso di esso, o utilizza un filamento a cui è accoppiato termicamente. I materiali che riescono ad emettere elettroni ad una temperatura non troppo alta sono i più efficienti per sfruttare l'effetto termoionico; alcuni dei più comuni sono le leghe di tungsteno (che è anche chiamato tungsteno ), torio e lantanidi; Un'altra opzione è quella di rivestire il catodo con ossido di calcio.

D'altro canto, le correnti di elettroni che possono essere osservate nelle valvole a vuoto sono quelle prodotte in vetro e dotate di un minimo di due elettrodi, un anodo e un catodo in una configurazione che è chiamato diodo . Quando il catodo si riscalda, emette una radiazione che si muove nella direzione dell'anodo; Se le pareti di vetro interne dietro a quest'ultimo hanno una copertura di materiale fluorescente, producono una luminosità intensa.

Questo concetto si trova nella maggior parte degli schermi televisivi e monitor degli ultimi decenni, poiché utilizzava tubi catodici, una tecnologia che emette costantemente raggi verso uno schermo di vetro rivestito di piombo e fosforo per riprodurre le immagini. Il piombo protegge la persona dalle radiazioni del fulmine, mentre il fosforo consente di riprodurre le immagini.