На анодните лъчи или канала лъчи, наричани също положителен, са положителен лъч греди образуван от атомни или молекулни катиони (положително заредени йони), които са насочени към отрицателния електрод в епруветка Крукс.
Анодните лъчи възникват, когато електроните, които отиват от катода към анода, се сблъскат с атомите на газа, затворени в тръбата на Крукс.
Докато частиците от един и същ знак се отблъскват един друг, електроните, които отиват към анода, разкъсват електроните, присъстващи в кората на газовите атоми.
По този начин атомите, които са останали положително заредени - тоест преобразувани са в положителни йони (катиони) - се привличат към катода (отрицателно заредени).
откритие
Именно немският физик Юген Голдщайн ги открива, като ги наблюдава за първи път през 1886 година.
По-късно работата, извършена върху анодните лъчи от учените Вилхелм Виен и Джоузеф Джон Томсън, приключи, като се предполага, че е разработена масова спектрометрия.
Имоти
Основните свойства на анодните лъчи са следните:
- Те имат положителен заряд, като стойността на техния заряд е цяло число, кратно на заряда на електрона (1.6 ∙ 10 -19 C).
- Те се движат по права линия при липса на електрически и магнитни полета.
- Те се отклоняват в присъствието на електрически полета и магнитни полета, придвижвайки се към отрицателната зона.
- Тънки слоеве метали могат да проникнат.
- Те могат да йонизират газове.
- Както масата, така и зарядът на частиците, съставляващи анодните лъчи, варират в зависимост от затворения в тръбата газ. Обикновено тяхната маса е идентична с масата на атомите или молекулите, от които са получени.
- Те могат да причинят физически и химични промени.
Малко история
Преди откриването на анодните лъчи е станало откриването на катодни лъчи, което се е случило през годините 1858 и 1859 г. Откритието се дължи на Юлий Плюкер, немски математик и физик.
По-късно английският физик Джоузеф Джон Томсън изучава в дълбочина поведението, характеристиките и ефектите на катодните лъчи.
От своя страна Ейген Голдщайн - който преди това е извършвал други изследвания с катодни лъчи - е този, който е открил анодни лъчи. Откритието се е случило през 1886 г. и той го е направил, когато е разбрал, че изпускателните тръби с перфорирания катод също излъчват светлина в края на катода.
По този начин той открил, че в допълнение към катодните лъчи има и други лъчи: анодни лъчи; те се движеха в обратна посока. Тъй като тези лъчи минавали през дупките или каналите в катода, той решил да ги нарече канални лъчи.
По-късно обаче не той, а Вилхелм Виен направи обширни изследвания на анодните лъчи. Виен, заедно с Джоузеф Джон Томсън, в крайна сметка създава основата за мас-спектрометрия.
Откритието на Юдген Голдщайн за анодни лъчи представлява основен стълб за по-късното развитие на съвременната физика.
Благодарение на откриването на анодни лъчи, рояците от атоми в бързо и подредено движение станаха достъпни за първи път, прилагането на които беше много плодородно за различни клонове на атомната физика.
Анодната лъчева тръба
При откриването на анодни лъчи Голдщайн използва изпускателна тръба с перфорирана катода. Подробният процес, чрез който се образуват анодни лъчи в газоразрядна тръба, е както следва.
Прилагайки голяма разлика в потенциала от няколко хиляди волта, електрическото поле, което се създава, ускорява малкия брой йони, които винаги присъстват в газ и които се създават чрез естествени процеси като радиоактивност.
Тези ускорени йони се сблъскват с газовите атоми, откъсвайки електрони от тях и създавайки по-положителни йони. Тези йони и електрони на свой ред атакуват повече атоми, създавайки повече положителни йони в това, което е верижна реакция.
Положителните йони са привлечени към отрицателния катод, а някои преминават през дупки в катода. Докато стигнат до катода, те вече са се ускорили достатъчно бързо, че когато се сблъскат с други атоми и молекули в газа, те възбуждат видове до по-високи енергийни нива.
Когато тези видове се върнат към първоначалните си енергийни нива, атомите и молекулите освобождават енергията, която преди това са спечелили; енергия се излъчва под формата на светлина.
Този процес на производство на светлина, наречен флуоресценция, причинява появата на сияние в областта, където йони излизат от катода.
Протонът
Въпреки че Голдщайн е получил протони с експериментите си с анодни лъчи, истината е, че не е този, който е кредитиран за откриването на протона, тъй като не е в състояние да го идентифицира правилно.
Протонът е най-леката частица от положителните частици, произведени в анодни лъчи. Протонът се произвежда, когато тръбата се зарежда с водороден газ. По този начин, когато водородът йонизира и загуби своя електрон, се получават протони.
Протонът има маса от 1,67 ∙ 10 -24 g, почти същата като тази на водородния атом и има същия заряд, но с обратен знак като този на електрона; тоест 1,6 ∙ 10 -19 С.
Масова спектрометрия
Масспектрометрията, разработена от откриването на анодни лъчи, е аналитична процедура, която позволява изучаване на химичния състав на молекулите на веществото въз основа на тяхната маса.
Тя позволява както да разпознават неизвестни съединения, да преброяват известни съединения, така и да познават свойствата и структурата на молекулите на дадено вещество.
От своя страна, мас-спектрометърът е устройство, с което структурата на различни химични съединения и изотопи може да бъде анализирана по много прецизен начин.
Масспектрометърът позволява разделянето на атомните ядра въз основа на връзката между маса и заряд.
Препратки
-
- Аноден лъч (втори). В Уикипедия. Произведено на 19 април 2018 г. от es.wikipedia.org.
- Аноден лъч (втори). В Уикипедия. Произведено на 19 април 2018 г. от en.wikipedia.org.
- Масов спектрометър (nd). В Уикипедия. Произведено на 19 април 2018 г. от es.wikipedia.org.
- Грейсън, Майкъл А. (2002). Измервателна маса: от положителни лъчи до протеини. Филаделфия: Химическо наследство
- Грейсън, Майкъл А. (2002). Измервателна маса: от положителни лъчи до протеини. Филаделфия: Химическо наследство.
- Thomson, JJ (1921). Лъчи на положителното електричество и приложението им към химичните анализи (1921 г.)
- Фидалго Санчес, Хосе Антонио (2005). Физика и химия. Еверест