ЕВГЕНИЙ ГОЛЬДШТЕЙН: ОТКРЫТИЯ И ВКЛАД - ФИЗИЧЕСКИЙ - 2025

Евгений Гольдштейн был выдающимся немецким физиком, родившимся на территории современной Польши в 1850 году. Его научная работа включает эксперименты с электрическими явлениями в газах и катодных лучах.

Гольдштейн определил существование протонов как зарядов, равных и противоположных электронам. Это открытие было сделано в ходе экспериментов с электронно-лучевыми трубками в 1886 году.

Пучок электронов направляется от катода к аноду.

Одно из его самых выдающихся наследий заключалось в открытии того, что сегодня известно как протоны, вместе с канальными лучами, также известными как анодные или положительные лучи.

Существовала ли атомная модель Гольдштейна?

Годлштейн не предлагал атомную модель, хотя его открытия позволили разработать атомную модель Томсона.

С другой стороны, ему иногда приписывают первооткрыватель протона, который он наблюдал в электронных лампах, где он наблюдал катодные лучи. Однако в научном сообществе Эрнест Резерфорд считается первооткрывателем.

Катодно-лучевые эксперименты

Трубки Крукса

Гольдштейн начал свои эксперименты с трубками Крукса в 1970-х годах, затем он внес изменения в конструкцию, разработанную Уильямом Круксом в XIX веке.

Основная конструкция трубки Крукса состоит из пустой трубки из стекла, внутри которой циркулируют газы. Давление газов внутри трубки регулируется за счет уменьшения откачки воздуха внутри нее.

Аппарат имеет две металлические части, по одной на каждом конце, которые действуют как электроды, и оба конца подключены к внешним источникам напряжения.

Электрифицировав трубку, воздух ионизируется и становится проводником электричества. Следовательно, газы становятся флуоресцентными, когда цепь между двумя концами трубки закрывается.

Крукс пришел к выводу, что это явление связано с существованием катодных лучей, то есть потока электронов. С помощью этого эксперимента было продемонстрировано существование элементарных частиц с отрицательным зарядом в атомах.

Модификация трубок Крукса

Гольдштейн изменил структуру трубки Крукса, добавив несколько отверстий на один из металлических катодов в трубке.

Кроме того, он повторил эксперимент с модификацией трубки Крукса, увеличив напряжение между концами трубки до нескольких тысяч вольт.

В этой новой конфигурации Гольдштейн обнаружил, что трубка испускает новое свечение от конца пробитой трубки.

Однако изюминкой является то, что эти лучи двигались в направлении, противоположном катодным, и были названы канальными лучами.

Гольдштейн пришел к выводу, что помимо катодных лучей, которые прошли от катода (отрицательный заряд) к аноду (положительный заряд), был еще один луч, который шел в противоположном направлении, то есть от анода к катоду модифицированной трубки.

Кроме того, поведение частиц в отношении их электрического поля и магнитного поля было полностью противоположным поведению катодных лучей.

Этот новый поток был назван Гольдштейном русскими лучами. Поскольку лучи канала движутся в направлении, противоположном катодным, Гольдштейн сделал вывод, что природа их электрического заряда также должна быть противоположной. То есть лучи канала были заряжены положительно.

Канальные лучи

Канальные лучи возникают, когда катодные лучи сталкиваются с атомами газа, заключенного в пробирке.

Одинаково заряженные частицы отталкиваются друг от друга. Начиная с этой базы, электроны катодного луча отталкивают электроны атомов газа, и последние освобождаются от своего первоначального образования.

Атомы газа теряют свой отрицательный заряд и становятся положительно заряженными. Эти катионы притягиваются к отрицательному электроду трубки из-за естественного притяжения между противоположными электрическими зарядами.

Гольдштейн назвал эти лучи «Каналстрахлен», чтобы обозначить аналог катодных лучей. Положительно заряженные ионы, составляющие лучи канала, движутся к перфорированному катоду, пока не пройдут через него, учитывая характер эксперимента.

Следовательно, этот тип явления известен в научном мире как канальные лучи, поскольку они проходят через существующую перфорацию в катоде исследовательской трубки.

Модификация катодных ламп

Точно так же очерки Ойгена Годлштейна также внесли значительный вклад в углубление технических представлений о катодных лучах.

В ходе экспериментов с вакуумированными трубками Гольдштейн обнаружил, что катодные лучи могут отбрасывать резкие эмиссионные тени перпендикулярно области, покрытой катодом.

Это открытие было очень полезно для изменения конструкции катодных трубок, используемых до сих пор, и для размещения вогнутых катодов в их углах для получения сфокусированных лучей, которые будут использоваться в различных приложениях в будущем.

Канальные лучи, также известные как анодные или положительные лучи, напрямую зависят от физико-химических характеристик газа, содержащегося в трубке.

Следовательно, соотношение между электрическим зарядом и массой частиц будет различным в зависимости от природы газа, который используется во время эксперимента.

Этим выводом был прояснен тот факт, что частицы вышли изнутри газа, а не из анода наэлектризованной трубки.

Вклад Гольдштейна

Первые шаги в открытии протона

Основываясь на уверенности в том, что электрический заряд атомов нейтрален, Гольдштейн предпринял первые шаги для проверки существования положительно заряженных элементарных частиц.

Основы современной физики

Исследовательская работа Гольдштейна принесла с собой основы современной физики, поскольку демонстрация существования канальных лучей позволила формализовать идею о том, что атомы движутся быстро и по определенной схеме движения.

Представления такого типа были ключевыми в том, что сейчас известно как атомная физика, то есть в области физики, изучающей поведение и свойства атомов в целом.

Изотопные исследования

Таким образом, анализ Гольдштейна привел к изучению изотопов, например, среди многих других научных приложений, которые сегодня активно используются.

Однако научное сообщество приписывает открытие протона новозеландскому химику и физику Эрнесту Резерфорду в середине 1918 года.

Открытие протона как аналога электрона заложило основу для построения атомной модели, которую мы знаем сегодня.

Ссылки

1. Canal Ray Experiment (2016). Получено с: byjus.com
2. Атом и атомные модели (nd). Восстановлено с: recursostic.educacion.es
3. Юджин Гольдштейн (1998). Encyclopdia Britannica, Inc. Получено с: britannica.com
4. Ойген Гольдштейн (б. Получено с: chemed.chem.purdue.edu
5. Протон (н.ф.). Гавана Куба. Получено с: ecured.cu
6. Википедия, Бесплатная энциклопедия (2018). Евгений Гольдштейн. Получено с: es.wikipedia.org
7. Википедия, Бесплатная энциклопедия (2018). Трубка Крукса. Получено с: es.wikipedia.org