Promienie anodowe

Anodic Ray Tube

Co to są promienie anodowe?

Promienie anodowe lub promienie kanałowe, Nazywane również pozytywnymi, są to promienie dodatnie z utworzonymi przez kationy atomowe lub molekularne (jony obciążenia dodatnie), które są skierowane w kierunku elektrody ujemnej w rurce Crookes. 

Promienie anodowe pochodzą, gdy elektrony od katody do anody zderzają się z gazem zablokowanym w rurce Crookes.

Gdy cząsteczki tego samego znaku są odpychane, elektrony, które idą do anody, rozrywają elektrony obecne w korze atomów gazu.

Tak więc atomy, które zostały dodatnie załadowane - to znaczy zostały przekształcone w jony dodatnie (kationów) - są przyciągane do katody (z obciążeniem ujemnym).

Odkrycie

To niemiecki fizyk Eugen Goldstein je odkrył, obserwując je po raz pierwszy w 1886 roku.

Następnie prace wykonane na promieniach anodowych przez naukowców Wilhelma Wien i Joseph John Thomson zakończyły się rozwojem spektrometrii masowej. 

ANODIC RAY WŁAŚCIWOŚCI

Główne właściwości promieni anodowych są następujące:

- Mają ładunek dodatnią, będąc wartością pełnego obciążenia wielokrotnego obciążenia elektronem (1,6 ∙ 10^-19 C).

- Poruszają się w linii prostej przy braku pól elektrycznych i pól magnetycznych.

- Pochylają się w obecności pól elektrycznych i pola magnetycznego, zbliżając się do obszaru ujemnego.

- Mogą penetrować drobne metalowe warstwy.

- Mogą jonizować gazy.

- Zarówno masa, jak i obciążenie cząstek tworzących promienie anodowe zmienia się w zależności od gazu zablokowanego w rurce. Zwykle jego masa jest identyczna z masą atomów lub cząsteczek, z których pochodzą.

Może ci służyć: suma wektorów: metoda graficzna, przykłady, rozwiązane ćwiczenia

- Mogą powodować zmiany fizyczne i chemiczne.

Mała historia

Przed odkryciem promieni anodowych miało miejsce odkrycie promieni katodowych, które miały miejsce w 1858 i 1859 roku. Odkrycie jest spowodowane Juliusem Plückerem, matematykiem i fizycznym niemieckim pochodzeniem.

Następnie to angielski fizyk Joseph John Thomson, który dogłębnie studiował zachowanie, cechy i skutki promieni katodowych.

Joseph John Thomson

Ze swojej strony Eugen Goldstein - który wcześniej prowadził inne dochodzenia z promieniami katodowymi - był tym, który odkrył promienie anodowe. Odkrycie miało miejsce w 1886 r. I zrobił to, gdy zauważył, że rurka wyładowań z perforowaną katodą również emitowała światło na końcu katody.

W ten sposób odkrył, że oprócz promieni katodowych były inne promienie: promienie anodowe; Poruszyły się w przeciwnym kierunku. Gdy promienie te przeszły przez dziury lub kanały w katodzie, postanowił nazwać je promieniami kanałowymi.

Jednak to nie był on, ale Wilhelm Wien, który później przeprowadził obszerne badania promieni anodowych. Wien wraz z Josephem Johnem Thomsonem ostatecznie ustanowił podstawę spektrometrii masowej.

Odkrycie Eugena Goldsteina na promienie anodowym stanowiło fundamentalny filar do późniejszego rozwoju współczesnej fizyki.

Dzięki odkryciu promieni anodowych po raz pierwszy wyruszył z rojów szybkich i uporządkowanych atomów ruchu, których zastosowanie było bardzo żyzne dla różnych gałęzi fizyki atomowej.

Anodowa rurka promieniowa

W odkryciu promieni anodowych Goldstein użył rurki wyładowczej, która wywierciła katodę. Szczegółowy proces, w którym promienie anodowe są tworzone w rurce rozładowczej gazowej, to ten przedstawiony poniżej.

Może ci służyć: dwa -wymiarowe fale

Podczas stosowania dużej potencjałowej różnicy kilku tysięcy woltów do rurki, pole elektryczne, które tworzy niewielką liczbę jonów, które są zawsze obecne w gazie i które są tworzone przez naturalne procesy, takie jak radioaktywność.

Te przyspieszone jony zderzają się z atomami gazu, uruchamiając elektrony i tworząc więcej jonów dodatnich. Z kolei te jony i elektrony ponownie atakują więcej atomów, tworząc więcej pozytywnych jonów w reakcji łańcuchowej.

Jony dodatnie są przyciągane do negatywnej katody, a niektóre przechodzą przez dziury w katodzie. Kiedy docierają do katody, już przyspieszyli przy wystarczającej prędkości, jak dla, kiedy zderzają się z innymi atomami i cząsteczkami gazu, wzbudzają gatunki na wyższy poziom energii.

Kiedy gatunki te powracają do pierwotnych poziomów energii, atomy i cząsteczki uwalniają energię, którą wcześniej zdobyli; Energia jest emitowana w formie lekkiej.

Ten proces produkcji światła, zwany fluorescencją, powoduje pojawienie się jasności w regionie, w którym jony wyłaniają się z katody.

Proton

Podczas gdy Goldstein z eksperymentami z promieniami anodowymi uzyskał protony, prawda jest taka, że ​​nie dla niego przypisuje się odkryciu protonu, ponieważ nie był w stanie go poprawnie zidentyfikować.

Proton jest najlżejszą cząsteczką dodatnich cząstek, które występują w anodowych rurach promieniowych. Proton występuje, gdy rurka jest ładowana gazem wodorowym. W ten sposób, gdy wodór jest jonizowany i traci elektron, otrzymuje się protony.

Możesz Ci służyć: trzecie prawo Newtona: aplikacje, eksperymenty i ćwiczenia

Proton ma masę 1,67 ∙ 10^-24 g, prawie taki sam jak atom wodoru i ma takie samo obciążenie, ale jak znak jak elektron; to znaczy 1.6 ∙ 10^-19 C.

Spekrtometria masy

Przód spektrometru masowego

Spektrometria masowa, opracowana z odkrycia promieni anodowych, jest procedurą analityczną, która pozwala na badanie składu chemicznego cząsteczek substancji na podstawie jej masy.

Pozwala tak wiele rozpoznawać nieznane związki, zliczać znane związki, a także znajomość właściwości i struktury cząsteczek substancji.

Ze swojej strony spektrometr masowy jest urządzeniem, z którym struktura różnych związków chemicznych i izotopów może być analizowana bardzo precyzyjnie.

Spektrometr masowy pozwala oddzielić jądra atomowe na podstawie zależności między masą a obciążeniem.