Anodiska strålar

Anodisk strålrör

Vilka är anodiska strålar?

De Anodiska strålar eller kanalstrålar, Även kallade positiva, de är positiva strålar som utgörs av atom- eller molekylära katjoner (positiva belastningsjoner) som riktas mot den negativa elektroden i ett skurrör. 

Anodiska strålar har sitt ursprung när elektronerna som sträcker sig från katoden till anoden kolliderar med gasen som är låst i Crookes -röret.

När partiklarna med samma tecken avvisas, rivar elektronerna som går till anoden de elektroner som finns i cortex av gasatomerna i dess väg.

Således har atomerna som har laddats positivt - det vill säga omvandlats till positiva joner (katjoner) - lockas till katoden (med negativ belastning).

Upptäckt

Det var den tyska fysikern Eugen Goldstein som upptäckte dem och observerade dem för första gången 1886.

Därefter slutade arbetet på de anodiska strålarna av forskarna Wilhelm Wien och Joseph John Thomson med att anta utvecklingen av masspektrometri. 

Anodiska strålegenskaper

De viktigaste egenskaperna för anodiska strålar är följande:

- De har en positiv laddning, är värdet på sin fulla multipelbelastning av elektronbelastningen (1,6 ∙ 10^-19 C).

- De rör sig i en rak linje i frånvaro av elektriska fält och magnetfält.

- De avviker i närvaro av elektriska fält och magnetfält och rör sig mot det negativa området.

- De kan penetrera fina metalllager.

- De kan jonisera gaser.

- Både massan och belastningen på partiklarna som utgör de anodiska strålarna varierar beroende på gasen som är låst i röret. Normalt är dess massa identisk med massan av atomerna eller molekylerna från vilka de härleder.

Kan tjäna dig: summan av vektorer: grafisk metod, exempel, lösta övningar

- De kan orsaka fysiska och kemiska förändringar.

Lite historia

Före upptäckten av anodiska strålar ägde upptäckten av katodstrålar, som inträffade under 1858 och 1859. Upptäckten beror på Julius Plücker, matematiker och fysiskt av tyskt ursprung.

Därefter var det den engelska fysikern Joseph John Thomson som studerade i djupet beteende, egenskaper och effekter av katodstrålar.

Joseph John Thomson

För hans del var Eugen Goldstein - som tidigare genomfört andra undersökningar med katodstrålarna - den som upptäckte de anodiska strålarna. Upptäckten ägde rum 1886 och gjorde det när han märkte att urladdningsrören med den perforerade katoden också släppte ljus i slutet av katoden.

På detta sätt upptäckte han att förutom katodstrålarna fanns andra strålar: de anodiska strålarna; Dessa rörde sig i motsatt riktning. När dessa strålar passerade genom hålen eller kanalerna i katoden, bestämde han sig för att kalla dem kanalstrålar.

Men det var inte honom, men Wilhelm Wien som senare genomförde omfattande studier av de anodiska strålarna. Wien, tillsammans med Joseph John Thomson, slutade med att etablera basen för masspektrometri.

Upptäckten av Eugen Goldstein på anodiska strålar utgjorde en grundläggande pelare för den efterföljande utvecklingen av samtida fysik.

Tack vare upptäckten av anodiska strålar var det för första gången av svärmar av snabba och ordnade rörelsatomer, vars tillämpning var mycket bördig för olika grenar av atomfysik.

Det anodiska strålröret

I upptäckten av anodiska strålar använde Goldstein ett urladdningsrör som hade borrat katoden. Den detaljerade processen genom vilken anodiska strålar bildas i ett gasutsläppsrör är den som presenteras nedan.

Kan tjäna dig: två dimensionella vågor

När man applicerar en stor potentialskillnad på flera tusen volt på röret, skapar det elektriska fältet som skapar det lilla antalet joner som alltid finns i en gas och som skapas av naturliga processer som radioaktivitet.

Dessa accelererade joner kolliderar med gasatomer, startar elektroner och skapar mer positiva joner. I sin tur attackerar dessa joner och elektroner igen fler atomer och skapar mer positiva joner i vad som är en kedjereaktion.

De positiva jonerna lockas till den negativa katoden och vissa passerar genom hålen i katoden. När de når katoden har de redan accelererat med tillräcklig hastighet som för, när de kolliderar med andra atomer och gasmolekyler, uppmanar de arter till högre energinivåer.

När dessa arter återgår till sina ursprungliga energinivåer frigör atomer och molekyler den energi de tidigare hade fått; Energi släpps ut i lätt form.

Denna ljusproduktionsprocess, kallad fluorescens, orsakar utseendet på en ljusstyrka i regionen där joner dyker upp från katoden.

Protonen

Medan Goldstein med sina experiment med de anodiska strålarna erhöll protoner, är sanningen att det inte är för honom som tillskrivs upptäckten av protonen, eftersom han inte kunde identifiera honom korrekt.

Protonen är den lättaste partikeln i de positiva partiklarna som förekommer i de anodiska strålrören. Protonen uppstår när röret laddas med vätgas. På detta sätt, när väte är joniserade och förlorar sin elektron, erhålls protoner.

Du kan tjäna dig: Newtons tredje lag: applikationer, experiment och övningar

Protonen har en massa på 1,67 ∙ 10^-24 G, nästan samma som väteatomen, och har samma belastning men som ett tecken som elektronen; det vill säga 1.6 ∙ 10^-19 C.

Masspektrometri

Front av masspektrometern

Masspektrometri, utvecklad från upptäckten av anodiska strålar, är en analytisk procedur som gör det möjligt att studera den kemiska sammansättningen av molekylerna i ett ämne baserat på dess massa.

Det tillåter så mycket att känna igen okända föreningar, räkna föreningar som är kända, liksom att känna till egenskaperna och strukturen hos en substansmolekyler.

För sin del är masspektrometern en anordning som strukturen för olika kemiska föreningar och isotoper kan analyseras mycket exakt.

Masspektrometern gör det möjligt att separera atomkärnorna baserat på förhållandet mellan massan och lasten.