۱) کاربرد در ساختمان اسیلوسکوپ

نوسان‌نما یا اسیلوسکوپ (Oscilloscope) دستگاهی الکترونیکی است که امکان مشاهده ولتاژ را فراهم می‌کند. غالباً مقدار ولتاژ به صورت نموداری دوبعدی نمایش داده می‌شود که محور افقی زمان و محور عمودی آن ولتاژ است. از نوسان‌نما عموماً برای نمایش دقیق موج استفاده می‌شود. علاوه بر دامنه، معمولاً نوسان‌نماها قادر به اندازه‌گیری و نمایش دیگر پارامترها مانند عرض پالس، دوره تناوب و زمان بین دو حادثه (مانند وقوع دو پیک) هستند.  با اختراع لامپ اشعه کاتدی و با توجه به وزن بسیار کم پرتوی کاتدی امکان نشان دادن یک متغیر به صورت خطی با زمان فراهم شد و اسیلوسکوپ اولین وسیله ای بود که از این امکان بهره‌مند شد.

اسیلوسکوپ از یک لامپ پرتو کاتدی که قلب دستگاه است و تعدادی مدار برای کار کردن لامپ پرتو کاتدی تشکیل شده‌است. قسمتهای مختلف لامپ پرتو کاتدی عبارتند از:

۱-۱)         تفنگ الکترونی

تفنگ الکترونی باریکه متمرکزی ازالکترونهارا بوجود می‌آورد که شتاب زیادی کسب کرده‌اند. این باریکه الکترون با انرژی کافی به صفحه فلوئورسان برخورد می‌کند و بر روی آن یک لکه نورانی تولید می‌کند. تفنگ الکترونی از رشته گرمکن، کاتد، شبکه آند پیش شتاب دهنده، آند کانونی کننده و آند شتاب دهنده تشکیل شده‌است. الکترونها از کاتدی که بطور غیر مستقیم گرم می‌شود، گسیل می‌شوند. این الکترونها از روزنه کوچکی در شبکه کنترل می‌گردند. شبکه کنترل معمولاً یک استوانه هم محور با لامپ است و دارای سوراخی است که در مرکز آن قرار دارد. الکترونهای گسیل شده از کاتد که از روزنه می‌گذرند (به دلیل پتانسیل مثبت زیادی که به آندهای پیش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال می‌شود)، شتاب می‌گیرند. باریکه الکترونی را آند کانونی کننده، کانونی می‌کند.

۲-۱) صفحات انحراف دهنده

صفحات انحراف دهنده شامل دو دسته صفحه‌است. صفحات انحراف قائم که بطور افقی نصب می‌شوند و یک میدان الکتریکی در صفحه قائم ایجاد می‌کنند و صفحات y نامیده می‌شوند. صفحات انحراف افقی بطور قائم نصب می‌شوند و انحراف افقی ایجاد می‌کنند و صفحات x نامیده می‌شوند. فاصله صفحات به اندازه کافی زیاد است که باریکه بتواند بدون برخورد با آنها عبور کند.

۳-۱) صفحه فلوئورسان

جنس این پرده که در داخل لامپ پرتو کاتدی قرار دارد، از جنس فسفر است. این ماده دارای این خاصیت است که انرژی جنبشی الکترونهای برخورد کننده را جذب می‌کند و آنها را به صورت یک لکه نورانی ظاهر می‌سازد. قسمتهای دیگر لامپ پرتو کاتدی شامل پوشش شیشه‌ای، پایه که از طریق آن اتصالات برقرار می‌شود، است.

۴-۱) مولد مبنای زمان

اسیلوسکوپها بیشتر برای اندازه گیری و نمایش کمیت ها ی وابسته به زمان بکار می‌روند. برای این کار لازم است که لکه نورانی لامپ روی پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حرکت کند. بدین منظور یک ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقی اعمال می‌شود. مداری که این ولتاژ مثبت را تولید می‌کند، مولد مبنای زمان یا مولد رویش نامیده می‌شود.

این شکل لوله پرتوهای کاتدی داخلی را برای استفاده در یک اسیلوسکوپ نشان می‌دهد. اعداد در شکل: ۱. الکترود ولتاژ انحراف ۲. تفنگ الکترونی ۳. شعاع الکترون ۴. سیم پیچ تمرکز ۵. سطح داخلی فسفرپوش شده صفحه نمایش

۲) استفاده در تلویزیون

تلویزیون های  آنا لوگ یکی از وسایلی هستند که مجهز به لامپ پرتوی کاتدی می باشند.دستگاه تلویزیون سیگنالهای الکترونیکی تولید شده به وسیله دوربین های تلویزیونی و میکروفون ها را دریافت و دوباره به صدا و تصویر تبدیل می کند .آنتن تلویزیون سیگنالهای ارسالی از آنتنهای فرستنده رادریافت می کند و سپس آن را با سیم به ورودی آنتن درپشت تلویزیون می رساند . هنگامیکه تلویزیون را روشن می کنید سیگنالهای صوت و تصویر از یکدیگر و از موجهای حامل جدا می شوند. صدا به بلندگوهای تلویزیون انتقال می یابد و سیگنال تصویر به لامپ تصویر وارد می شود که آن را به شکل تصویر در صفحه تلویزیون به نمایش می گذارد.

هنگامیکه سیگنال تصویر از سیگنال صوت جدا می شود به سه سیگنال رنگی جداگانه قرمز, آبی و سبز تقسیم می شود. لامپ تصویر تلویزیون این سیگنال های الکتـریکی را روی صفحه به نور تبدیل می کند . لامپی که در اینجا نشـان داده شده است لامپ ماسک سوراخدار می باشد. انواع دیگری هم هستند اما این نوع پر مصرف تر است.
در پشت لـامپ تصـویر سه تفنگ الکترونی وجود دارد که پـرتوهـای الکترون را به سوی صفحه پرتاب می کنند.الکترونها بخشی از اتمها بـه شمار مـی روند. همـه اتمها هسته ای در مرکز دارند که الکترونهایی به دور آن می چرخند .الکترونها بار الکتریکی حمل می کنند. مقدار الکتریسیته ای که از تفنگ می گذرد به قدرت سیگنال اصلی بستگی دارد.
صفحه نمایش درجلوی لامپ تصویر قرار دارد کـه با ذرات یـا نـوارهای باریکی از فسفر پـوشیده شده است . سه نـوع متفـاوت فسفر بـه کار مـی رود . وقتی اشعه الکترون به آنها برخورد می کند یکی به رنگ قرمز , یکی سبز و دیگری به رنگ آبی می درخشند.

پرتو الکترونی قوی باعث می شود تا فسفر بیشتر بدرخشد و پرتو الکترونی ضعیف درخشش کمتـری ایجاد می کند. پـرتوها در یک زمان خاص هر یک به یکی از سه نقطه یا نوار فسفری مـی تابند واز گـوشه بـالا سمـت چپ صفحـه تلویزیونی شروع کرده و به سمت راست و پایین صفحه حرکت می کنند تا این کار را برروی کل صفحه انجام دهند.
در پشت صفحه تلویزیون صفحه ای فلزی با هزاران سوراخ ریز وجود دارد که ماسک سوراخدار نامیده می شود. برای هر سه نقطه فسفری صفحه یک سـوراخ وجود دارد . ماسک به گونه ای قرار گرفته که هر سه اشعه الکترونی فقط می تواند به فسفر مناسب خود بـرخورد کند. یعنی اشعه قرمز به فسفر قرمز و …

سیگنال هایی که توسط ایستگاه پخش تلویزیونی انتقال می‌یابند و توسط دستگاه تلویزیون دریافت می‌شوند بسته به روشنایی تصویری که منتقل می‌شود به طور دایم ولتاژ شتاب دهنده الکترون ها را افزایش یا کاهش می‌دهند بنابراین نقاط روی پرده، روشنایی متفاوتی دارند و تصویر انتقال یافته و برای دریافت چشم انسان باز سازی می‌شود.

۳) استفاده در  تولید اشعه ایکس

هنگامی که اشعه کاتدی پر انرژی با اتم های عنصر مورد نظر برخورد کند٫ الکترونهای لایه های داخلی اتم را خارج می کند. سپس الکترونهای لایه های خارجی جای خالی این الکترونها را پر کرده و اختلاف انرژی دو لایه را بصورت یک فوتون اشعه ایکس از دست می دهد. قطعات اصلی لامپ اشعه ایکس شامل کاتد برای گسیل الکترونها و آندی در نقش هدف می‌باشند، که هر دو درون لامپ خلا جای گرفته‌اند. کاتد پیچه‌ای رشته‌ای از جنس تنگستن است، این لامپ یک پیچه کانونی جهت جمع کنندگی باریکه الکترونی نیز دارد و در ساختمان آن از پمپ تخلیه نیز استفاده می‌کنند.