В анодні промені або промені каналів , які також називаються позитивними, є позитивними рентгенівських пучків , утворений атомних або молекулярних катіонів (позитивно заряджених іонів) , які спрямовані в бік негативного електрода в трубці Крукса.
Анодні промені зароджуються, коли електрони, що йдуть від катода до анода, стикаються з атомами газу, укладеними в трубу Крукса.
Коли частинки одного знака відштовхуються один від одного, електрони, що йдуть у напрямку до анода, відривають електрони, наявні в корі газових атомів.
Таким чином, атоми, які залишилися позитивно зарядженими - тобто перетворені на позитивні іони (катіони) - притягуються до катода (негативно заряджені).
Відкриття
Саме німецький фізик Євген Гольдштейн виявив їх, вперше спостерігаючи їх у 1886 році.
Пізніше робота, проведена вченими Вільгельмом Віном та Джозефом Томсоном на анодних променях, закінчилася припущенням розвитку мас-спектрометрії.
Властивості
Основними властивостями анодних променів є наступні:
- Вони мають позитивний заряд, значення їх заряду становить ціле число, кратне заряду електрона (1,6 ∙ 10 -19 C).
- Вони рухаються по прямій лінії за відсутності електричних і магнітних полів.
- Вони відхиляються за наявності електричних полів та магнітних полів, рухаючись у бік негативної зони.
- Тонкі шари металів можуть проникати.
- Вони можуть іонізувати гази.
- І маса, і заряд частинок, що входять до анодних променів, змінюються залежно від газу, що знаходиться в трубці. Зазвичай їх маса ідентична масі атомів або молекул, з яких вони отримані.
- Вони можуть спричинити фізичні та хімічні зміни.
Трохи історії
До відкриття анодних променів відбулося відкриття катодних променів, що відбувалося протягом 1858 та 1859 років. Відкриття належить Джуліусу Плюкеру, німецькому математику та фізику.
Пізніше англійський фізик Джозеф Джон Томсон глибоко вивчив поведінку, характеристики та ефекти катодних променів.
Зі свого боку, Ейген Гольдштейн, який раніше проводив інші дослідження катодними променями, був тим, хто виявив промені анода. Відкриття відбулося в 1886 році, і він зробив це, коли зрозумів, що розрядні трубки з перфорованим катодом також випромінюють світло в кінці катода.
Таким чином він виявив, що крім катодних променів існують і інші промені: анодні промені; вони рухалися у зворотному напрямку. Оскільки ці промені проходили через отвори або канали в катоді, він вирішив назвати їх канальними променями.
Однак пізніше зробив великі дослідження анодних променів не він, а Вільгельм Вінь. Відень разом із Джозефом Джоном Томсоном врешті створили основу для мас-спектрометрії.
Відкриття Ю. Голдштейна анодних променів стало фундаментальним опорою для подальшого розвитку сучасної фізики.
Завдяки відкриттю анодних променів, вперше стали доступні рої атомів у швидкому та впорядкованому русі, застосування яких було дуже родючим для різних галузей атомної фізики.
Трубка анодного променя
При виявленні анодних променів Гольдштейн використовував розвантажувальну трубку, яка мала перфорований катод. Детальний процес, за допомогою якого анодні промені утворюються в газорозрядній трубці, полягає в наступному.
Застосовуючи велику різницю потенціалів у декілька тисяч вольт, електричне поле, що створюється, прискорює малу кількість іонів, які завжди присутні в газі і створюються природними процесами, такими як радіоактивність.
Ці прискорені іони стикаються з атомами газу, вириваючи з них електрони і створюючи більш позитивні іони. Ці іони і електрони, в свою чергу, знову атакують більше атомів, створюючи більше позитивних іонів у ланцюговій реакції.
Позитивні іони притягуються до негативного катода, а деякі проходять через отвори катода. До того моменту, коли вони потрапили на катод, вони вже досить швидко прискорилися, що, стикаючись з іншими атомами та молекулами в газі, вони збуджують види до більш високого рівня енергії.
Коли ці види повертаються до початкового рівня енергії, атоми та молекули вивільняють раніше отриману енергію; енергія випромінюється у вигляді світла.
Цей легкий процес виробництва, який називається флуоресценцією, спричиняє появу світіння в області, де іони виходять з катода.
Протон
Хоча Голдштейн здобув протони своїми експериментами з анодними променями, правда полягає в тому, що не саме йому приписують відкриття протона, оскільки він не зміг його правильно визначити.
Протон - це найлегша частинка позитивних частинок, що утворюються в пробірках з анодними променями. Протон виробляється, коли трубка заряджається газом водню. Таким чином, коли водень іонізує і втрачає свій електрон, отримують протони.
Протон має масу 1,67 ∙ 10 -24 г, майже таку, як у атома водню, і має такий же заряд, але з протилежним знаком, як у електрона; тобто 1,6 ∙ 10 -19 С.
Масова спектрометрія
Масова спектрометрія, розроблена в результаті виявлення анодних променів, - це аналітична процедура, яка дозволяє вивчати хімічний склад молекул речовини на основі їх маси.
Це дозволяє як розпізнавати невідомі сполуки, рахувати відомі сполуки, так і знати властивості та будову молекул речовини.
Зі свого боку, мас-спектрометр - це пристрій, за допомогою якого дуже точно можна проаналізувати структуру різних хімічних сполук та ізотопів.
Мас-спектрометр дозволяє розділяти атомні ядра на основі співвідношення маси і заряду.
Список літератури
-
- Анодний промінь (другий). У Вікіпедії. Отримано 19 квітня 2018 року з es.wikipedia.org.
- Анодний промінь (другий). У Вікіпедії. Отримано 19 квітня 2018 року з en.wikipedia.org.
- Мас-спектрометр (й). У Вікіпедії. Отримано 19 квітня 2018 року з es.wikipedia.org.
- Грейсон, Майкл А. (2002). Вимірювальна маса: від позитивних променів до білків. Філадельфія: Преса хімічної спадщини
- Грейсон, Майкл А. (2002). Вимірювальна маса: від позитивних променів до білків. Філадельфія: Преса хімічної спадщини.
- Томсон, Дж. Дж. (1921). Промені позитивної електрики та їх застосування до хімічних аналізів (1921)
- Фідальго Санчес, Хосе Антоніо (2005). Фізика та хімія. Еверест