Het begrip kathode wordt gebruikt op het gebied van fysica om een negatieve elektrode te noemen. De etymologie van de term verwijst naar het Griekse woord káthodos, wat zich vertaalt als "dalend pad" .

De elektrode wordt het uiteinde van een elektrische geleider genoemd die een stroom verzamelt of overdraagt wanneer deze in contact is met een medium. In het specifieke geval van kathodes zijn dit elektroden die een negatieve elektrische lading hebben .

De uiteinden of uiteinden van een batterij of een batterij worden polen genoemd, die negatief of positief kunnen zijn. Deze kwaliteit wordt polariteit genoemd . De richting van de circulatie van de elektrische stroom werd conventioneel vastgelegd als de ladingsstroom die van de positieve pool naar de negatieve pool gaat.

In apparaten die energie leveren, zoals batterijen, heeft de kathode positieve polariteit . Aan de andere kant, als het element een energieverbruik uitvoert, heeft de kathode een negatieve polariteit .

In de kathodes worden redox (reductie-oxidatie) reacties gegenereerd die een materiaal veroorzaken, door het verkrijgen van elektronen (elementaire deeltjes die een negatieve lading hebben), te lijden aan een vermindering in zijn oxidatietoestand. In de anodes (positieve elektroden) daarentegen worden oxidatiereacties uitgevoerd, die ertoe leiden dat materiaal elektronen verliest en de oxidatietoestand ervan toeneemt.

Met betrekking tot etymologie is het bekend dat de term werd bedacht door de natuurkundige en scheikundige Michael Faraday, oorspronkelijk afkomstig uit Groot-Brittannië, die grote bijdragen leverde op het gebied van elektrochemie en elektromagnetisme. Meer specifiek noemde Faraday het voor het eerst in de context van zijn experimenteel onderzoek naar elektriciteit, in de zevende serie.

De betekenis die aan het woord kathode werd gegeven, was die van "exit, descending way", omdat de oorsprong ervan ligt in een Grieks woord dat kan worden vertaald als "way, down"; in dit geval zou het alleen begrepen moeten worden met betrekking tot de elektrolyt van de elektrochemische cellen .

Het heet thermionische kathode voor die elektrode die, door het thermionische effect dat wordt gegenereerd door warmte, een emissie van elektronen maakt; Dit fenomeen is ook bekend als het Edison-effect . Dit type kathode is bijvoorbeeld de bron van elektronen die worden gebruikt in thermionische kleppen.

Een van de belangrijkste eigenschappen van de thermionische kathode is dat het zijn eigen temperatuur alleen kan verhogen; om dit te doen, circuleert het een verwarmingsstroom erdoorheen, of het gebruikt een gloeidraad waaraan het thermisch is gekoppeld. De materialen die erin slagen om elektronen met een niet te hoge temperatuur te emitteren, zijn het meest efficiënt om te profiteren van het thermionische effect; enkele van de meest voorkomende zijn de legeringen van wolfraam (ook wel wolfraam genoemd ), thorium en lanthaniden; Een andere optie is om de kathode te coaten met calciumoxide.

Anderzijds zijn de elektronenstromen die kunnen worden waargenomen in vacuümbuizen die welke worden vervaardigd in glas en die zijn uitgerust met een minimum van twee elektroden, een anode en een kathode in een configuratie die genaamd diode . Wanneer de kathode opwarmt, straalt deze een straling uit die in de richting van de anode beweegt; Als de interne glazen wanden achter de laatste een bekleding van een of ander fluorescerend materiaal hebben, produceren ze een intense helderheid.

Dit concept is te vinden in de meeste televisie- en monitorschermen van de afgelopen decennia, omdat ze kathodestraalbuizen hebben gebruikt, een technologie die voortdurend stralen uitzendt naar een glazen scherm bedekt met lood en fosfor om beelden te reproduceren. Lood beschermt de persoon tegen straling van bliksem, terwijl fosfor het mogelijk maakt beelden te reproduceren.