Quando la pressione ha raggiunto un valore sufficientemente basso (dell'ordine di grandezza di 1/100 di mm. di mercurio) si osserva una radiazione nuova, i raggi catodici, che, partendo dal catodo in raggi rettilinei perpendicolari alla sua superficie, attraversano tutto il tubo di scarica e, urtando la parete del vetro nel punto B opposto alla superficie del catodo, vi producono una fluorescenza caratteristica verdastra abbastanza brillante. Se la rarefazione nel tubo poi non è troppo spinta, si può facilmente seguire il percorso dei raggi catodici entro il tubo poiché essi producono una debole luminescenza del gas che attraversano; si riscontra in tal modo che i raggi percorrono effettivamente il tratto da C a B in linea retta.
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