Anodiset säteet

Anodinen sädeputki

Mitkä ovat anodiset säteet?

Se Anodiset säteet tai kanavasäteet, Kutsutaan myös positiivisiksi, ne ovat positiivisia säteitä, jotka muodostuvat atomi- tai molekyylikationilla (positiivisilla kuormitus -ionilla), jotka on suunnattu Crookesin negatiiviseen elektrodiin. 

Anodiset säteet ovat peräisin, kun katodista anodiin liittyvät elektronit törmäävät Crookes -putkeen lukitun kaasun kanssa.

Kun saman merkin hiukkaset hylätään, anodiin menevät elektronit repivät sen polun kaasuatomien aivokuoressa olevat elektronit.

Siten atomit, jotka on ladattu positiivisesti - toisin sanoen, on transformoitu positiivisiksi ioneiksi (kationeiksi) - houkutellaan katodiin (negatiivisella kuormalla).

Löytö

Se oli saksalainen fyysikko Eugen Goldstein, joka löysi ne tarkkailemalla heitä ensimmäistä kertaa vuonna 1886.

Myöhemmin tutkijoiden Wilhelm Wienin ja Joseph John Thomsonin anodiset säteillä tehdyt työt päätyivät olettamaan massaspektrometrian kehittymisen. 

Anodiset säteen ominaisuudet

Anodisten säteiden pääominaisuudet ovat seuraavat:

- Heillä on positiivinen varaus, joka on heidän koko elektronikuormituksensa kokonaiskuorman arvo (1,6 ∙ 10^-19 C).

- Ne liikkuvat suorassa linjassa, ilman sähkökenttiä ja magneettikenttiä.

- Ne poikkeavat sähkökenttien ja magneettikenttien läsnä ollessa, siirtyessä kohti negatiivista aluetta.

- Ne voivat tunkeutua hienoihin metallikerroksiin.

- Ne voivat ionisoida kaasuja.

- Sekä anodiset säteet muodostavien hiukkasten massa että kuorma vaihtelevat putkeen lukitun kaasun mukaan riippuen. Normaalisti sen massa on identtinen niiden atomien tai molekyylien massan kanssa, joista ne johdetaan.

Voi palvella sinua: Vektorien summa: Graafinen menetelmä, esimerkit, ratkaisut harjoitukset

- Ne voivat aiheuttaa fysikaalisia ja kemiallisia muutoksia.

Pieni historia

Ennen anodisten säteiden löytämistä katodisäteiden löytäminen tapahtui, joka tapahtui koko vuosina 1858 ja 1859. Löytö johtuu Julius Plückeristä, matemaatikoista ja saksalaisesta fyysisestä.

Myöhemmin englantilainen fyysikko Joseph John Thomson tutki perusteellisesti katodisäteiden käyttäytymistä, ominaisuuksia ja vaikutuksia.

Joseph John Thomson

Eugen Goldstein puolestaan, joka oli aiemmin suorittanut muita tutkimuksia katodisäteillä - oli se, joka löysi anodiset säteet. Löytö tapahtui vuonna 1886 ja teki sen, kun hän huomasi, että rei'itetyn katodin kanssa olevat purkausputket säteilivät myös valoa katodin lopussa.

Tällä tavalla hän huomasi, että katodisäteiden lisäksi oli muita säteitä: anodiset säteet; Nämä liikkuivat vastakkaiseen suuntaan. Kun nämä säteet kulkivat katodin reikien tai kanavien läpi, hän päätti kutsua niitä kanavasäteiksi.

Se ei kuitenkaan ollut hän, mutta Wilhelm Wien teki myöhemmin laajoja tutkimuksia anodista säteistä. Wien yhdessä Joseph John Thomsonin kanssa päätyi massaspektrometrian perustaan.

Eugen Goldsteinin löytö anodisista säteistä oli perustavanlaatuinen pylväs nykyajan fysiikan myöhemmälle kehitykselle.

Anodisten säteiden löytämisen ansiosta se oli ensimmäistä kertaa asetettu nopea ja järjestettyjen liikkeen atomien parveista, joiden käyttö oli erittäin hedelmällistä atomifysiikan eri haaroille.

Anodinen sädeputki

Anodisten säteiden löytämisessä Goldstein käytti katodin poraajaa purkausputkea. Yksityiskohtainen prosessi, jolla anodiset säteet muodostetaan kaasun purkausputkeen, on alla esitetty.

Voi palvella sinua: Kaksi dimensionaalisia aaltoja

Kun levitetään suurta potentiaalieroa useita tuhansia volttia putkeen, sähkökenttä, joka luo pienen ionien määrän, joka on aina läsnä kaasussa ja jotka ovat luontaisten prosessien, kuten radioaktiivisuuden, luomia.

Nämä kiihdytetyt ionit törmäävät kaasuatomien kanssa, aloittavat elektronit ja luomalla positiivisempia ioneja. Nämä ionit ja elektronit puolestaan ​​hyökkäävät jälleen lisää atomeja, luomalla positiivisempia ioneja ketjureaktiossa.

Positiiviset ionit houkuttelevat negatiiviseen katodiin ja jotkut kulkevat katodin reikien läpi. Kun he saavuttavat katodin, he ovat jo kiihtyneet riittävällä nopeudella kuten, kun ne törmäävät muiden atomien ja kaasumolekyylien kanssa, ne herättävät lajeja korkeampaan energiatasoon.

Kun nämä lajit palaavat alkuperäiseen energiatasoonsa, atomit ja molekyylit vapauttavat aikaisemmin saamansa energian; Energiaa säteilee kevyessä muodossa.

Tämä valontuotantoprosessi, nimeltään fluoresenssi, aiheuttaa kirkkauden esiintymisen alueella, jolla ionit ilmestyvät katodista.

Protoni

Vaikka Goldstein kokeilemalla anodisia säteitä saatujen protonien kanssa, totuus on, että Protonin löytölle ei johdu, koska hän ei pystynyt tunnistamaan häntä oikein.

Protoni on anodisissa sädeputkissa esiintyvien positiivisten hiukkasten kevyin hiukkas. Protoni tapahtuu, kun putki on ladattu vetykaasulla. Tällä tavalla, kun vety ionisoidaan ja menettää elektronin, protonit saadaan.

Voit palvella sinua: Newtonin kolmas laki: sovellukset, kokeet ja harjoitukset

Protonin massa on 1,67 ∙ 10^-24 G, melkein sama kuin vetyatomi, ja siinä on sama kuorma, mutta merkki kuin elektroni; eli 1.6 ∙ 10^-19 C.

Massaspektrometria

Massaspektrometrin etuosa

Anodisten säteiden löytämisestä kehitetty massaspektrometria on analyyttinen menettely, joka mahdollistaa aineen molekyylien kemiallisen koostumuksen tutkimisen sen massan perusteella.

Se antaa niin paljon tunnistaa tuntemattomia yhdisteitä, laskentayhdisteitä, jotka tunnetaan, samoin kuin aineiden molekyylien ominaisuuksien ja rakenteen tuntemisen.

Massaspektrometri on puolestaan ​​laite, jolla eri kemiallisten yhdisteiden rakenne ja isotoopit voidaan analysoida erittäin tarkasti.

Massaspektrometri mahdollistaa atomien ytimien erottamisen massan ja kuorman välisen suhteen perusteella.