Tieto anódovej lúče alebo riečne lúče , nazývané tiež pozitívne, pozitívne lúč nosníky tvorené atómovej alebo molekulárnej katiónov (kladne nabité ióny), ktoré sú zamerané smerom k zápornej elektróde v katódová trubica.
Anodické lúče vznikajú, keď sa elektróny, ktoré prechádzajú z katódy smerom k anóde, zrážajú s atómami plynu uzavretými v Crookovej trubici.
Keď sa častice toho istého znaku odpudzujú, elektróny, ktoré smerujú k anóde, odtrhávajú elektróny prítomné v kôre atómov plynu.
Atómy, ktoré zostali pozitívne nabité - to znamená, že boli transformované na pozitívne ióny (katióny) - sú priťahované ku katóde (negatívne nabité).
objav
Objavil ich nemecký fyzik Eugen Goldstein, ktorý ich prvýkrát pozoroval v roku 1886.
Neskôr sa práca na anódových lúčoch vedcov Wilhelma Wien a Josepha John Thomsona skončila za predpokladu, že sa vyvinie hmotnostná spektrometria.
vlastnosti
Hlavné vlastnosti anodických lúčov sú tieto:
- Majú kladný náboj, pričom hodnota ich náboja je celé číslo náboja elektrónu (1,6 ∙ 10 -19 ° C).
- Pohybujú sa po priamke bez elektrického poľa a magnetického poľa.
- Odchýlia sa od prítomnosti elektrických polí a magnetických polí a pohybujú sa smerom k negatívnej zóne.
- Tenké vrstvy kovov môžu preniknúť.
- Môžu ionizovať plyny.
- Hmotnosť aj náboj častíc, ktoré tvoria anodické lúče, sa mení v závislosti od plynu uzavretého v trubici. Normálne je ich hmotnosť totožná s hmotnosťou atómov alebo molekúl, z ktorých sú odvodené.
- Môžu spôsobiť fyzikálne a chemické zmeny.
Trocha histórie
Pred objavením anódových lúčov sa objavil katódový lúč, ku ktorému došlo v rokoch 1858 a 1859. Tento objav je spôsobený nemeckým matematikom a fyzikom Juliusom Plückerom.
Neskôr to bol anglický fyzik Joseph John Thomson, ktorý podrobne študoval chovanie, vlastnosti a účinky katódových lúčov.
Eugen Goldstein - ktorý predtým vykonával ďalšie vyšetrenia katódovými lúčmi - bol tým, ktorý objavil anódové lúče. Objav sa uskutočnil v roku 1886 a urobil to, keď si uvedomil, že výbojky s perforovanou katódou tiež vyžarujú svetlo na konci katódy.
Týmto spôsobom zistil, že okrem katódových lúčov existujú aj ďalšie lúče: anódové lúče; tieto sa pohybovali opačným smerom. Pretože tieto lúče prešli otvormi alebo kanálmi v katóde, rozhodol sa ich nazvať lúčmi kanálov.
Neskôr to však nebol on, ale Wilhelm Wien, ktorý robil rozsiahle štúdie anódových lúčov. Viedeň spolu s Josephom Johnom Thomsonom nakoniec vytvorili základ pre hmotnostnú spektrometriu.
Objav anódových lúčov Eugena Goldsteina predstavoval základný pilier budúceho rozvoja súčasnej fyziky.
Vďaka objaveniu anódových lúčov sa prvý krát sprístupnili roje atómov v rýchlom a usporiadanom pohybe, ktorých aplikácia bola veľmi úrodná pre rôzne odvetvia atómovej fyziky.
Anodická trubica
Pri objavovaní anódových lúčov použil Goldstein výbojku, ktorá mala perforáciu katódy. Podrobný proces, ktorým sa vytvárajú anódové lúče v plynovej výbojovej trubici, je nasledujúci.
Použitím veľkého potenciálneho rozdielu niekoľko tisíc voltov na skúmavku vytvára elektrické pole zrýchlený malý počet iónov, ktoré sú vždy prítomné v plyne a ktoré sú vytvárané prírodnými procesmi, ako je rádioaktivita.
Tieto urýchlené ióny sa zrážajú s atómami plynu, vytrhávajú z nich elektróny a vytvárajú pozitívnejšie ióny. Tieto ióny a elektróny zasa znova atakujú viac atómov a vytvárajú viac pozitívnych iónov v reťazovej reakcii.
Pozitívne ióny sú priťahované k zápornej katóde a niektoré prechádzajú otvormi v katóde. V čase, keď sa dostanú na katódu, už zrýchlili dosť rýchlo, aby pri zrážke s inými atómami a molekulami v plyne excitovali druh na vyššiu úroveň energie.
Keď sa tieto druhy vrátia na svoju pôvodnú úroveň energie, atómy a molekuly uvoľnia energiu, ktorú predtým získali; energia je emitovaná vo forme svetla.
Tento proces výroby svetla, nazývaný fluorescencia, spôsobuje, že sa v oblasti, kde sa ióny vychádzajú z katódy, objaví žiara.
Protón
Hoci Goldstein získal protóny pomocou experimentov s anódovými lúčmi, pravdou je, že za objav protónu nie je zodpovedný, pretože ho nedokázal správne identifikovať.
Protón je najľahšou časticou pozitívnych častíc produkovaných v anódových trubiciach. Protón sa vytvorí, keď sa do trubice naplní plynný vodík. Týmto spôsobom, keď vodík ionizuje a stráca svoj elektrón, sa získajú protóny.
Protón má hmotnosť 1,67 x 10-24 g, takmer rovnakú ako hmotnosť atómu vodíka a má rovnaký náboj, ale s opačným znamienkom ako elektrón; to znamená, 1,6 ∙ 10-19 ° C
Hmotnostná spektrometria
Hmotnostná spektrometria, ktorá bola vyvinutá objavom anodických lúčov, je analytický postup, ktorý umožňuje študovať chemické zloženie molekúl látky na základe ich hmotnosti.
Umožňuje tak rozpoznávať neznáme zlúčeniny, počítať známe zlúčeniny, ako aj poznať vlastnosti a štruktúru molekúl látky.
Hmotnostný spektrometer je zariadenie, pomocou ktorého je možné veľmi presným spôsobom analyzovať štruktúru rôznych chemických zlúčenín a izotopov.
Hmotnostný spektrometer umožňuje separáciu atómových jadier na základe vzťahu medzi hmotnosťou a nábojom.
Referencie
-
- Anodický lúč (nd). Na Wikipédii. Získané 19. apríla 2018, zo stránky es.wikipedia.org.
- Anódový lúč (nd). Na Wikipédii. Našiel sa 19. apríla 2018, z en.wikipedia.org.
- Hmotnostný spektrometer (nd). Na Wikipédii. Získané 19. apríla 2018, zo stránky es.wikipedia.org.
- Grayson, Michael A. (2002). Meranie hmotnosti: od pozitívnych lúčov k proteínom. Philadelphia: Chemical Heritage Press
- Grayson, Michael A. (2002). Meranie hmotnosti: od pozitívnych lúčov k proteínom. Philadelphia: Chemical Heritage Press.
- Thomson, JJ (1921). Lúče pozitívnej elektriny a ich použitie v chemických analýzach (1921)
- Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fyzika a chémia. everest