Objev anodických paprsků, vlastnosti

1382
Sherman Hoover
Objev anodických paprsků, vlastnosti

The anodové paprsky nebo kanálové paprsky, Nazývají se také kladné paprsky, jsou to paprsky pozitivních paprsků tvořené atomovými nebo molekulárními kationty (kladně nabité ionty), které směřují k záporné elektrodě v Crookesově trubici. 

Anodické paprsky vznikají, když se elektrony, které jdou z katody směrem k anodě, srazí s atomy plynu uzavřenými v Crookesově trubici.

Jak se částice stejného znaménka navzájem odpuzují, elektrony směřující k anodě odtrhávají elektrony přítomné v kůře atomů plynu..

Atomy, které zůstaly kladně nabité - to znamená, že byly transformovány na kladné ionty (kationty) - jsou přitahovány ke katodě (záporně nabité).

Rejstřík článků

  • 1 Objev
  • 2 Vlastnosti
  • 3 Trochu historie
    • 3.1 Anodová trubice
    • 3.2 Proton
    • 3.3 Hmotnostní spektrometrie
  • 4 Odkazy

Objev

Objevil je německý fyzik Eugen Goldstein, který je poprvé pozoroval v roce 1886.

Následně práce provedené na anodických paprskech vědci Wilhelmem Wienem a Josephem Johnem Thomsonem skončily za předpokladu vývoje hmotnostní spektrometrie. 

Vlastnosti

Hlavní vlastnosti anodických paprsků jsou následující:

- Mají kladný náboj, přičemž hodnota jejich náboje je celočíselným násobkem náboje elektronu (1,6 × 10-19 C).

- Pohybují se v přímce bez elektrických polí a magnetických polí.

- Odchylují se v přítomnosti elektrických polí a magnetických polí a pohybují se směrem k záporné zóně.

- Může pronikat tenkými vrstvami kovů.

- Mohou ionizovat plyny.

- Jak hmotnost, tak náboj částic, které tvoří anodové paprsky, se liší v závislosti na plynu uzavřeném v trubici. Normálně je jejich hmotnost totožná s hmotností atomů nebo molekul, ze kterých jsou odvozeny..

- Mohou způsobit fyzikální a chemické změny.

Trochu historie

Před objevením anodických paprsků došlo k objevu katodových paprsků, ke kterému došlo v letech 1858 a 1859. Za objevem stojí Julius Plücker, matematik a fyzik německého původu..

Později to byl anglický fyzik Joseph John Thomson, který podrobně studoval chování, vlastnosti a účinky katodových paprsků.

Eugen Goldstein - který předtím provedl další vyšetřování pomocí katodových paprsků - byl tím, kdo objevil anodové paprsky. K objevu došlo v roce 1886 a uskutečnil ho, když si uvědomil, že výbojky s perforovanou katodou vyzařují také světlo na konci katody.

Tímto způsobem zjistil, že kromě katodových paprsků existují i ​​další paprsky: anodové paprsky; pohybovali se opačným směrem. Protože tyto paprsky procházely otvory nebo kanály v katodě, rozhodl se jim říkat kanálové paprsky..

Nebyl to však on, ale Wilhelm Wien, kdo později provedl rozsáhlé studie anodových paprsků. Wien spolu s Josephem Johnem Thomsonem nakonec vytvořili základnu pro hmotnostní spektrometrii.

Objev Eugena Goldsteina o anodových paprskech představoval základní pilíř pro pozdější vývoj současné fyziky..

Díky objevu anodových paprsků byly poprvé k dispozici roje atomů v rychlém a uspořádaném pohybu, jejichž aplikace byla velmi plodná pro různá odvětví atomové fyziky..

Anodová trubice

Při objevu anodových paprsků použil Goldstein výbojovou trubici, která měla katodu perforovanou. Podrobný proces, kterým se vytvářejí anodické paprsky ve výbojce plynu, je následující.

Použitím velkého potenciálového rozdílu několika tisíc voltů na trubici elektrické pole, které je vytvořeno, urychluje malý počet iontů, které jsou vždy přítomny v plynu a které jsou vytvářeny přirozenými procesy, jako je radioaktivita..

Tyto zrychlené ionty se srazí s atomy v plynu, vytrhnou z nich elektrony a vytvoří pozitivnější ionty. Tyto ionty a elektrony zase útočí na více atomů a vytvářejí více pozitivních iontů v řetězové reakci..

Pozitivní ionty jsou přitahovány k negativní katodě a některé procházejí otvory v katodě. V době, kdy dosáhnou katody, již zrychlily dostatečně rychle na to, aby při srážce s jinými atomy a molekulami v plynu vzrušily druhy na vyšší energetické hladiny..

Když se tyto druhy vrátí na své původní energetické úrovně, atomy a molekuly uvolní energii, kterou dříve získaly; energie je emitována ve formě světla.

Tento proces výroby světla, nazývaný fluorescence, způsobuje, že se záře objevuje v oblasti, kde ionty vystupují z katody.

Proton

Ačkoli Goldstein získal protony svými experimenty s anodickými paprsky, pravdou je, že to není on, komu se připisuje objev protonu, protože ho nebyl schopen správně identifikovat.

Proton je nejlehčí z pozitivních částic produkovaných v anodových trubicích. Proton je produkován, když je trubice nabitá plynným vodíkem. Tímto způsobem, když ionizuje vodík a ztratí svůj elektron, se získají protony..

Proton má hmotnost 1,67 ∙ 10-24 g, téměř stejné jako u atomu vodíku, a má stejný náboj, ale s opačným znaménkem jako u elektronu; tj. 1,6 × 10-19 C.

Hmotnostní spektrometrie

Hmotnostní spektrometrie, vyvinutá na základě objevu anodických paprsků, je analytický postup, který umožňuje studovat chemické složení molekul látky na základě jejich hmotnosti..

Umožňuje jak rozpoznat neznámé sloučeniny, spočítat známé sloučeniny, tak znát vlastnosti a strukturu molekul látky.

Hmotnostní spektrometr je zařízení, pomocí kterého lze velmi přesně analyzovat strukturu různých chemických sloučenin a izotopů..

Hmotnostní spektrometr umožňuje oddělení atomových jader na základě vztahu mezi hmotou a nábojem.

Reference

    1. Anodický paprsek (n.d.). Na Wikipedii. Citováno dne 19. dubna 2018, z webu es.wikipedia.org.
    2. Anodový paprsek (n.d.). Na Wikipedii. Citováno dne 19. dubna 2018, z en.wikipedia.org.
    3. Hmotnostní spektrometr (n.d.). Na Wikipedii. Citováno dne 19. dubna 2018, z webu es.wikipedia.org.
    4. Grayson, Michael A. (2002). Měření hmotnosti: od pozitivních paprsků po bílkoviny. Philadelphia: Chemical Heritage Press
    5. Grayson, Michael A. (2002). Měření hmotnosti: od pozitivních paprsků po bílkoviny. Philadelphia: Chemical Heritage Press.
    6. Thomson, J. J. (1921). Paprsky pozitivní elektřiny a jejich aplikace na chemické analýzy (1921)
    7. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fyzika a chemie. Everest

Zatím žádné komentáře