Поділитися:
Виявлення анодних променів, властивості
The Анодні промені або канали променів, також називаються позитивними, вони є пучками позитивних променів, що складаються з атомних або молекулярних катіонів (іони з позитивним зарядом), які спрямовані у бік негативного електрода в трубці Крукса.
Анодні промені виникають, коли електрони, що йдуть від катода до анода, стикаються з атомами газу, укладеним у трубу Крукса.
Оскільки частинки одного і того ж знака відштовхуються, електрони, які йдуть у напрямку до анода, починають присутні електрони, що знаходяться в земній корі атомів газу..
Таким чином, атоми, які залишилися позитивно зарядженими - тобто вони були перетворені в позитивні іони (катіони) - притягуються до катода (з негативним зарядом).
Індекс
- 1 Відкриття
- 2 Властивості
- 3 Трохи історії
- 3.1 Трубка анодного променя
- 3.2 Протон
- 3.3 Мас-спектрометрія
- 4 Посилання
Відкриття
Виявив їх німецький фізик Еуген Голдштейн, який вперше спостерігав за ними у 1886 році.
Пізніше роботи, проведені на анодних променях вченими Вільгельма Вена та Джозефа Джона Томсона, прийшли до висновку про розвиток мас-спектрометрії.
Властивості
Основними властивостями анодних променів є:
- Вони мають позитивний заряд, величина заряду якого кратна заряду електрона (1,6. 10)-19 C).
- Вони рухаються по прямій лінії за відсутності електричних полів і магнітних полів.
- Вони відхиляються в присутності електричних полів і магнітних полів, рухаючись у напрямку до негативної зони.
- Вони можуть проникати в тонкі шари металів.
- Вони можуть іонізувати гази.
- Як маса, так і заряд частинок, що входять до складу анодних променів, змінюються в залежності від газу, укладеного в трубці. Зазвичай його маса ідентична масі атомів або молекул, з яких вони походять.
- Вони можуть викликати фізичні та хімічні зміни.
Трохи історії
До відкриття анодних променів відбулося відкриття катодних променів, які відбувалися протягом 1858 і 1859 років. Відкриття відбулося завдяки Юліусу Плюкеру, математику і фізику німецького походження..
Згодом саме англійський фізик Джозеф Джон Томсон глибоко вивчав поведінку, характеристики і вплив катодних променів.
Зі свого боку, Євген Гольдштейн, який раніше проводив інші дослідження з катодними променями, виявив анодні промені. Відкриття відбулося в 1886 році і він зрозумів це, коли зрозумів, що розрядні трубки з перфорованим катодом також випромінювали світло в кінці катода..
Таким чином він виявив, що, крім катодних променів, були й інші промені: анодні промені; вони рухалися в протилежному напрямку. Оскільки ці промені проходили через отвори або канали в катоді, він вирішив назвати їх канальними променями.
Однак не він, а Вільгельм, який пізніше зробив великі дослідження анодних променів. Відень разом з Джозефом Джоном Томсоном створив основу мас-спектрометрії.
Відкриття Еуденом Гольдштейном анодних променів було фундаментальною опорою для подальшого розвитку сучасної фізики.
Завдяки відкриттю анодних променів вперше влаштувалися рої швидкозмінних атомів, застосування яких було дуже сприятливим для різних галузей атомної фізики..
Трубка анодного променя
У відкритті анодних променів Гольдштейн використовував розрядну трубку, яка мала перфорований катод. Детальний процес, при якому анодні промені утворюються в газорозрядній трубці, показаний нижче.
Застосовуючи велику різницю потенціалів в декілька тисяч вольт до трубки, створюване електричне поле прискорює невелику кількість іонів, які завжди присутні в газі, і які створюються природними процесами, такими як радіоактивність..
Ці прискорені іони стикаються з атомами газу, вириваючи електрони і створюючи більше позитивних іонів. У свою чергу ці іони і електрони знову атакують більше атомів, створюючи більше позитивних іонів в ланцюговій реакції.
Позитивні іони залучаються негативним катодом, а деякі проходять через отвори в катоді. Коли вони досягають катода, вони вже прискорюються з достатньою швидкістю, що, коли вони стикаються з іншими атомами і молекулами газу, вони збуджують види на більш високих енергетичних рівнях..
Коли ці види повертаються до початкових рівнів енергії, атоми і молекули вивільняють енергію, яку вони раніше отримували; енергія випромінюється у вигляді світла.
Цей процес виробництва світла, званий флуоресценцією, викликає появу яскравості в області, де іони виходять з катода.
Протон
Хоча Голдштейн отримав протони зі своїми експериментами з анодними променями, це не той, хто приписується відкриттю протона, оскільки він не міг правильно ідентифікувати його..
Протон є найлегшою частиною позитивних частинок, які утворюються в анодних променевих трубах. Протон утворюється, коли трубка завантажується водневим газом. Таким чином, коли водень іонізується і втрачає свій електрон, отримують протони.
Протон має масу 1,67. 10-24 g, майже такий же, як у атома водню, і має той же заряд, що і протилежний знак, який має електрон; 1.6 ∙ 10-19 C.
Мас-спектрометрія
Мас-спектрометрія, розроблена з відкриттям анодних променів, є аналітичною процедурою, яка дозволяє вивчити хімічний склад молекул речовини на основі його маси.
Це дозволяє як розпізнавати невідомі сполуки, вважати відомі сполуки, так і знати властивості і структуру молекул речовини.
Зі свого боку, мас-спектрометр є пристроєм, за допомогою якого структура різних хімічних сполук і ізотопів може бути проаналізована дуже точним способом.
Мас-спектрометр дозволяє відокремити атомні ядра на основі співвідношення маси і навантаження.
Список літератури
- Анодний промінь (n.d.). У Вікіпедії. Отримано 19 квітня 2018 року з es.wikipedia.org.
- Анодний промінь (n.d.). У Вікіпедії. Отримано 19 квітня 2018 року, з en.wikipedia.org.
- Мас-спектрометр (n.d.). У Вікіпедії. Отримано 19 квітня 2018 року з es.wikipedia.org.
- Грейсон, Майкл А. (2002). Вимірювання маси: від позитивних променів до білків. Філадельфія: прес-служба хімічної спадщини
- Грейсон, Майкл А. (2002). Вимірювання маси: від позитивних променів до білків. Філадельфія: прес-служба хімічної спадщини.
- Thomson, J. J. (1921). Промені позитивної електрики та їх застосування до хімічних аналізів (1921)
- Фідальго Санчес, Хосе Антоніо (2005). Фізика і хімія Еверест