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Ein Elektronenstrahl, früher auch Kathodenstrahl, ist ein technisch erzeugtes Strahlenbündel aus Elektronen. Da Elektronen in der Luft der Atmosphäre sehr schnell ihre Energie verlieren, benötigen Elektronenstrahlen ein Vakuum oder zumindest einen gegenüber der Atmosphäre deutlich verminderten Gasdruck. Mit Betastrahlung wird demgegenüber die ungebündelte natürliche Elektronen- oder Positronenstrahlung aus radioaktiven Zerfällen bezeichnet.
Elektronenstrahlen bilden die Grundlage für die Bildröhren, mit der lange Zeit Fernseher, Computermonitore oder Oszilloskope betrieben wurden.