Anodické lúče

Anodická lúčová trubica

Čo sú anodické lúče?

Ten Anodické lúče alebo lúče kanálov, Tiež sa nazývajú pozitívne, sú to pozitívne lúče tvorené atómovými alebo molekulárnymi katiónmi (ióny pozitívneho zaťaženia), ktoré sú nasmerované na negatívnu elektródu v Crookes trubici. 

Anodické lúče vznikajú, keď elektróny siahajú od katódy po anódu, s plynom uzamknutým v trubici Crookes.

Keď sa častice toho istého znaku odrazujú, elektróny, ktoré idú do anódy, trhajú elektróny prítomné v kôre atómov plynu v jeho ceste.

Teda atómy, ktoré boli pozitívne načítané - tj transformované na pozitívne ióny (katióny) - sa priťahujú k katóde (s negatívnym zaťažením).

Objavenie

Bol to nemecký fyzik Eugen Goldstein, ktorý ich objavil a prvýkrát ich pozoroval v roku 1886.

Následne práca vykonaná na anodických lúčoch vedcov Wilhelm Wien a Joseph John Thomson skončila predpokladom vývoja hmotnostnej spektrometrie. 

Vlastnosti anodického lúča

Hlavné vlastnosti anodických lúčov sú nasledujúce:

- Majú kladný náboj, čo predstavuje hodnotu svojho plného zaťaženia elektrónového zaťaženia (1,6 ∙ 10^-19 C).

- Pohybujú sa v priamke v neprítomnosti elektrických polí a magnetických polí.

- Odchýlia sa v prítomnosti elektrických polí a magnetických polí, pohybujú sa smerom k negatívnej oblasti.

- Môžu preniknúť do jemných kovových vrstiev.

- Môžu ionizovať plyny.

- Hmotnosť aj zaťaženie častíc, ktoré tvoria anodické lúče, sa líšia v závislosti od plynu zamknutého v trubici. Normálne je jej hmota identická s hmotnosťou atómov alebo molekúl, z ktorých odchádzajú.

Môže vám slúžiť: Súčet vektorov: grafická metóda, príklady, vyriešené cvičenia

- Môžu spôsobiť fyzikálne a chemické zmeny.

Malá história

Pred objavením anodických lúčov došlo k objavu katódových lúčov, ku ktorému došlo v rokoch 1858 a 1859. Objav je spôsobený Julius Plückerom, matematikom a fyzickým nemeckým pôvodom.

Následne to bol anglický fyzik Joseph John Thomson, ktorý podrobne študoval správanie, charakteristiky a účinky katódových lúčov.

Joseph John Thomson

Pokiaľ ide o jeho stranu, Eugen Goldstein, ktorý predtým vykonával ďalšie vyšetrovania s katódovými lúčmi -, bol ten, kto objavil anodické lúče. Objav sa uskutočnil v roku 1886 a dosiahol to, keď si všimol, že vypúšťacie trubice s perforovanou katódou emitovali aj svetlo na konci katódy.

Týmto spôsobom zistil, že okrem katódových lúčov existovali aj ďalšie lúče: anodické lúče; Tieto sa pohybovali opačným smerom. Keď tieto lúče prešli otvormi alebo kanálmi v katóde, rozhodol sa im zavolať na kanály lúčov.

Avšak to nebol on, ale Wilhelm Wien, ktorý neskôr uskutočnil rozsiahle štúdie anodických lúčov. Wien spolu s Josephom Johnom Thomsonom skončil založením základne hmotnostnej spektrometrie.

Objav Eugen Goldstein na anodických lúčoch predstavoval základný pilier pre následný vývoj súčasnej fyziky.

Vďaka objaveniu anodických lúčov to bolo prvýkrát, čo bolo uvedené z rojov rýchlych a usporiadaných atómov pohybu, ktorých aplikácia bola veľmi úrodná pre rôzne vetvy atómovej fyziky.

Anodická lúčová trubica

Pri objavovaní anodických lúčov použil Goldstein vypúšťaciu trubicu, ktorá vyvŕtala katódu. Podrobný proces, ktorým sa anodické lúče tvoria v vypúšťacej trubici plynu, je ten, ktorý je uvedený nižšie.

Môže vám slúžiť: dve rozmerové vlny

Pri aplikácii veľkého potenciálneho rozdielu niekoľkých tisíc voltov na trubicu, elektrické pole, ktoré vytvára malý počet iónov, ktoré sú vždy prítomné v plyne a ktoré sa vytvárajú prírodnými procesmi, ako je rádioaktivita.

Tieto zrýchlené ióny sa zrážajú s atómami plynu, začínajú elektróny a vytvárajú pozitívnejšie ióny. Na druhej strane tieto ióny a elektróny opäť útočia na viac atómov a vytvárajú pozitívnejšie ióny v reťazovej reakcii.

Pozitívne ióny sú priťahované k negatívnej katóde a niektoré prechádzajú otvormi v katóde. Keď sa dostanú do katódy, už sa zrýchlili dostatočnou rýchlosťou, ako je, keď sa zrazia s inými atómami a molekulami plynu, excitujú druhy na vyššiu hladinu energie.

Keď sa tieto druhy vrátia k pôvodnej hladine energie, atómy a molekuly uvoľňujú energiu, ktorú predtým získali; Energia je emitovaná vo forme svetla.

Tento proces výroby svetla, nazývaný fluorescencia, spôsobuje výskyt jasu v oblasti, kde vychádzajú z katódy ióny.

Protón

Zatiaľ čo Goldstein so svojimi experimentmi s anodickými lúčmi získal protóny, pravdou je, že nie je to pre neho, ktorý je pripisovaný objavom protónu, pretože ho nedokázal správne identifikovať.

Protón je najľahšia častica pozitívnych častíc, ktoré sa vyskytujú v anodických trubiach lúčov. Protón sa vyskytuje, keď je trubica zaťažená plynným vodíkom. Týmto spôsobom, keď je vodík ionizovaný a stráca svoj elektrón, získajú sa protóny.

Môžete vám slúžiť: Newtonov tretí zákon: Aplikácie, experimenty a cvičenia

Protón má hmotnosť 1,67 ∙ 10^-24 g, takmer rovnaký ako atóm vodíka a má rovnaké zaťaženie, ale ako znamenie ako elektrón; to znamená, 1.6 ∙ 10^-19 C.

Hmotnostná spektrometria

Predná časť hmotnostného spektrometra

Hmotnostná spektrometria, vyvinutá z objavu anodických lúčov, je analytický postup, ktorý umožňuje štúdium chemického zloženia molekúl látky na základe jej hmotnosti.

Umožňuje toľko rozpoznávať neznáme zlúčeniny, počítať zlúčeniny, ktoré sú známe, ako aj poznanie vlastností a štruktúry molekúl látky.

Pokiaľ ide o svoju časť, hmotnostný spektrometer je zariadenie, s ktorým je možné veľmi presne analyzovať štruktúru rôznych chemických zlúčenín a izotopov.

Hmotnostný spektrometer umožňuje oddeliť atómové jadrá na základe vzťahu medzi hmotnosťou a zaťažením.