В анодные лучи или лучи каналов , которые также называются положительными, являются положительными рентгеновских пучков , образованный атомных или молекулярных катионов (положительно заряженных ионов) , которые направлены в сторону отрицательного электрода в трубке Крукса.
Анодные лучи возникают, когда электроны, идущие от катода к аноду, сталкиваются с атомами газа, заключенного в трубке Крукса.
Поскольку частицы одного знака отталкиваются друг от друга, электроны, идущие к аноду, отрывают электроны, присутствующие в коре атомов газа.
Таким образом, атомы, которые остались положительно заряженными, то есть они были преобразованы в положительные ионы (катионы), притягиваются к катоду (отрицательно заряжены).
открытие
Их открыл немецкий физик Ойген Гольдштейн, впервые наблюдавший их в 1886 году.
Позже работа, проведенная учеными Вильгельмом Вином и Джозефом Джоном Томсоном по анодным лучам, закончилась предположением о развитии масс-спектрометрии.
Свойства
Основные свойства анодных лучей:
- Они имеют положительный заряд, величина их заряда кратна заряду электрона (1,6 ∙ 10 -19 Кл).
- Они движутся по прямой в отсутствие электрических и магнитных полей.
- Они отклоняются в присутствии электрических полей и магнитных полей, перемещаясь в отрицательную зону.
- Тонкие слои металла могут проникать.
- Они могут ионизировать газы.
- И масса, и заряд частиц, составляющих анодные лучи, варьируются в зависимости от газа, заключенного в трубке. Обычно их масса идентична массе атомов или молекул, из которых они произошли.
- Они могут вызывать физические и химические изменения.
Немного истории
До открытия анодных лучей открытие катодных лучей происходило в 1858 и 1859 годах. Открытие принадлежит Юлиусу Плюккеру, немецкому математику и физику.
Позже английский физик Джозеф Джон Томсон глубоко изучил поведение, характеристики и эффекты катодных лучей.
Со своей стороны, Юджин Гольдштейн, который ранее проводил другие исследования с катодными лучами, был тем, кто открыл анодные лучи. Открытие произошло в 1886 году, и он сделал это, когда понял, что газоразрядные трубки с перфорированным катодом также излучают свет на конце катода.
Таким образом он обнаружил, что, помимо катодных лучей, существуют и другие лучи: анодные лучи; они двигались в противоположном направлении. Поскольку эти лучи проходили через отверстия или каналы в катоде, он решил назвать их канальными лучами.
Однако позже не он, а Вильгельм Вин провел обширные исследования анодных лучей. Вин вместе с Джозефом Джоном Томсоном в конечном итоге заложил основы масс-спектрометрии.
Открытие Ойгеном Гольдштейном анодных лучей стало фундаментальной опорой для дальнейшего развития современной физики.
Благодаря открытию анодных лучей впервые стали доступны рои атомов в быстром и упорядоченном движении, применение которых было очень плодотворным для различных разделов атомной физики.
Анодно-лучевая трубка
При открытии анодных лучей Гольдштейн использовал газоразрядную трубку с перфорированным катодом. Подробный процесс формирования анодных лучей в газоразрядной трубке выглядит следующим образом.
При приложении к трубке большой разности потенциалов в несколько тысяч вольт создаваемое электрическое поле ускоряет небольшое количество ионов, которые всегда присутствуют в газе и создаются естественными процессами, такими как радиоактивность.
Эти ускоренные ионы сталкиваются с атомами газа, отрывая от них электроны и создавая больше положительных ионов. Эти ионы и электроны, в свою очередь, снова атакуют больше атомов, создавая больше положительных ионов в цепной реакции.
Положительные ионы притягиваются к отрицательному катоду, а некоторые проходят через отверстия в катоде. К тому времени, когда они ударяются о катод, они уже достаточно быстро ускоряются, чтобы при столкновении с другими атомами и молекулами в газе они возбуждали частицы до более высоких уровней энергии.
Когда эти виды возвращаются к своим исходным уровням энергии, атомы и молекулы высвобождают энергию, которую они ранее получили; энергия излучается в виде света.
Этот процесс образования света, называемый флуоресценцией, вызывает появление свечения в области выхода ионов из катода.
Протон
Хотя Гольдштейн получил протоны в своих экспериментах с анодными лучами, правда в том, что открытие протона приписывают не ему, поскольку он не смог правильно его идентифицировать.
Протон - самая легкая частица из положительных частиц, образующихся в анодных лучевых трубках. Протон образуется, когда трубка заряжена газообразным водородом. Таким образом, когда водород ионизируется и теряет свой электрон, образуются протоны.
Протон имеет массу 1,67 ∙ 10 -24 г, почти такую же, как у атома водорода, и имеет такой же заряд, но с противоположным знаком, как у электрона; то есть 1,6 ∙ 10 -19 С.
Масс-спектрометрии
Масс-спектрометрия, появившаяся после открытия анодных лучей, представляет собой аналитическую процедуру, которая позволяет изучать химический состав молекул вещества на основе их массы.
Он позволяет как распознавать неизвестные соединения, так и подсчитывать известные соединения, а также знать свойства и структуру молекул вещества.
Со своей стороны, масс-спектрометр - это устройство, с помощью которого можно очень точно анализировать структуру различных химических соединений и изотопов.
Масс-спектрометр позволяет разделять атомные ядра на основе соотношения между массой и зарядом.
Ссылки
-
- Анодный луч (nd). В Википедии. Получено 19 апреля 2018 г. с сайта es.wikipedia.org.
- Анодный луч (nd). В Википедии. Получено 19 апреля 2018 г. с сайта en.wikipedia.org.
- Масс-спектрометр (бд). В Википедии. Получено 19 апреля 2018 г. с сайта es.wikipedia.org.
- Грейсон, Майкл А. (2002). Измерение массы: от положительных лучей до белков. Филадельфия: Химическое наследие Press
- Грейсон, Майкл А. (2002). Измерение массы: от положительных лучей до белков. Филадельфия: Химическое наследие Press.
- Томсон, Дж. Дж. (1921). Лучи положительного электричества и их применение в химическом анализе (1921 г.)
- Фидальго Санчес, Хосе Антонио (2005). Физика и химия. Эверест