Odkrivanje anodnih žarkov, lastnosti



The Anodni žarki ali kanali žarkov, imenovani tudi pozitivni, so žarki pozitivnih žarkov, ki jih sestavljajo atomski ali molekularni kationi (ioni s pozitivnim nabojem), ki so usmerjeni proti negativni elektrodi v cevi Crookes. 

Anodni žarki izvirajo, ko elektroni, ki gredo od katode proti anodi, trčijo z atomi plina, zaprtega v cevki Crookesa.

Ko se delci istega znaka odbijajo, elektroni, ki gredo proti anodi, začnejo elektrone, ki so prisotni v skorji plinskih atomov..

Tako so atomi, ki so ostali pozitivno nabiti - to pomeni, da so bili transformirani v pozitivne ione (kationi) - privlači katoda (z negativnim nabojem).

Indeks

  • 1 Odkritje
  • 2 Lastnosti
  • 3 Malo zgodovine
    • 3.1 Anodna cev
    • 3.2 Proton
    • 3.3 Masna spektrometrija
  • 4 Reference

Odkritje

Odkril jih je nemški fizik Eugen Goldstein, ki jih je prvič opazil leta 1886.

Kasneje so dela, ki so jih izvedli znanstveniki Wilhelm Wien in Joseph John Thomson na anodnih žarkih, zaključili z razvojem masne spektrometrije.. 

Lastnosti

Glavne lastnosti anodnih žarkov so naslednje:

- Imajo pozitiven naboj, vrednost njihovega naboja pa je večkratnik naboja elektronov (1,6. 10)-19 C).

- Premikajo se v ravni črti v odsotnosti električnih polj in magnetnih polj.

- V prisotnosti električnih polj in magnetnih polj odstopajo v smeri proti negativnemu območju.

- Lahko prodrejo v tanke plasti kovin.

- Lahko ionizirajo pline.

- Tako masa kot tudi naboj delcev, ki sestavljajo anodne žarke, se razlikujejo glede na plin, ki je vključen v cev. Običajno je njegova masa enaka masi atomov ali molekul, iz katerih izhajajo.

- Lahko povzročijo fizične in kemične spremembe.

Malo zgodovine

Pred odkritjem anodnih žarkov je prišlo do odkritja katodnih žarkov, ki so se zgodili v letih 1858 in 1859. Odkritje je posledica Juliusa Plückerja, matematika in fizika nemškega izvora..

Kasneje je angleški fizik Joseph John Thomson poglobljeno preučil obnašanje, značilnosti in učinke katodnih žarkov..

Eugen Goldstein, ki je prej opravljal druge raziskave s katodnimi žarki, je bil tisti, ki je odkril anodne žarke. Odkritje se je zgodilo leta 1886 in spoznal je, ko je spoznal, da odvodne cevi s perforirano katodo oddajajo tudi svetlobo na koncu katode..

Tako je odkril, da poleg katodnih žarkov obstajajo še drugi žarki: anodni žarki; premaknili so se v nasprotno smer. Ko so ti žarki šli skozi luknje ali kanale v katodi, se je odločil, da jih imenujemo kanalni žarki.

Vendar pa ni bil samo on, ampak Wilhelm Wien, ki je kasneje opravil obsežne študije anodnih žarkov. Dunaj je skupaj z Josephom Johnom Thomsonom vzpostavil osnovo masne spektrometrije.

Eugen Goldsteinovo odkritje anodnih žarkov je bil temeljni steber za kasnejši razvoj sodobne fizike.

Zahvaljujoč odkritju anodnih žarkov so bili prvič razporejeni roji hitro premikajočih se atomov, katerih uporaba je bila zelo plodna za različne veje atomske fizike..

Anodna cev

V odkritju anodnih žarkov je Goldstein uporabil odvodno cev, ki je imela perforirano katodo. Podroben postopek, s katerim se v plinski odvodni cevi oblikujejo anodni žarki, je prikazan spodaj.

Z uporabo velike potencialne razlike od več tisoč voltov do cevi nastane električno polje, ki pospeši majhno število ionov, ki so vedno prisotni v plinu in ki nastanejo zaradi naravnih procesov, kot je radioaktivnost..

Ti pospešeni ioni trčijo z atomi plina, raztrgajo elektrone in ustvarjajo več pozitivnih ionov. Ti ioni in elektroni pa spet napadajo več atomov in ustvarjajo več pozitivnih ionov v verižni reakciji.

Pozitivne ione privlači negativna katoda, nekatere pa skozi luknje v katodi. Ko dosežejo katodo, so že dovolj hitro pospešili, da ko trčijo z drugimi atomi in molekulami plina, vzbujajo vrsto na višjih energetskih ravneh..

Ko se te vrste vrnejo na prvotno raven energije, atomi in molekule sproščajo energijo, ki so jo prej pridobili; energija se oddaja v obliki svetlobe.

Ta proces proizvodnje svetlobe, imenovan fluorescenca, povzroča pojav svetlosti v območju, kjer ioni izhajajo iz katode..

Proton

Čeprav je Goldstein dobil protone s svojimi poskusi z anodnimi žarki, ni tisti, ki bi bil zaslužen za odkritje protona, ker ga ni mogel pravilno identificirati..

Proton je najlažji delček pozitivnih delcev, ki se proizvajajo v anodnih ceveh. Proton nastane, ko je cev naložena z vodikovim plinom. Na ta način, ko se vodik ionizira in izgubi svoj elektron, dobimo protone.

Proton ima maso 1,67. 10-24 g, skoraj enako kot vodikov atom, in ima enak naboj, vendar nasprotni znak, ki ga ima elektron; to je 1,6. 10-19 C.

Masna spektrometrija

Masna spektrometrija, razvita iz odkritja anodnih žarkov, je analitični postopek, ki omogoča preučevanje kemijske sestave molekul snovi glede na njegovo maso..

Omogoča tako prepoznavanje neznanih spojin, štetje spojin, ki so znane, kot tudi poznavanje lastnosti in strukture molekul snovi..

Masni spektrometer pa je naprava, s katero je mogoče natančno analizirati strukturo različnih kemičnih spojin in izotopov..

Masni spektrometer omogoča ločevanje atomskih jeder na podlagi razmerja med maso in obremenitvijo.

Reference

    1. Anodni žarek (n.d.). V Wikipediji. Pridobljeno 19. aprila 2018 s strani es.wikipedia.org.
    2. Anodni žarek (n.d.). V Wikipediji. Pridobljeno 19. aprila 2018, z en.wikipedia.org.
    3. Masni spektrometer (n.d.). V Wikipediji. Pridobljeno 19. aprila 2018 s strani es.wikipedia.org.
    4. Grayson, Michael A. (2002). Merjenje mase: od pozitivnih žarkov do beljakovin. Philadelphia: Chemical Heritage Press
    5. Grayson, Michael A. (2002). Merjenje mase: od pozitivnih žarkov do beljakovin. Philadelphia: Chemical Heritage Press.
    6. Thomson, J. J. (1921). Žarki pozitivne elektrike in njihova uporaba pri kemijskih analizah (1921)
    7. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fizika in kemija Everest