Anodische Rays Discovery, Eigenschaften



Die Anodische Strahlen oder Strahlenkanäle, auch positiv genannt, sind Strahlen positiver Strahlen, die aus atomaren oder molekularen Kationen (Ionen mit positiver Ladung) bestehen, die auf die negative Elektrode in einer Röhre von Crookes gerichtet sind.

Die anodischen Strahlen entstehen, wenn die Elektronen, die von der Kathode zur Anode gehen, mit den Atomen des in der Crookes-Röhre eingeschlossenen Gases kollidieren.

Wenn sich die Teilchen des gleichen Zeichens abstoßen, beginnen die Elektronen, die zur Anode gehen, die Elektronen, die in der Kruste der Gasatome vorhanden sind.

So werden die Atome, die positiv geladen geblieben sind - das heißt, sie wurden in positive Ionen (Kationen) umgewandelt - von der Kathode angezogen (mit einer negativen Ladung).

Index

  • 1 Entdeckung
  • 2 Eigenschaften
  • 3 Ein bisschen Geschichte
    • 3.1 Die anodische Strahlröhre
    • 3.2 Das Proton
    • 3.3 Massenspektrometrie
  • 4 Referenzen

Entdeckung

Es war der deutsche Physiker Eugen Goldstein, der sie entdeckte und 1886 zum ersten Mal beobachtete.

Die Arbeiten an den anodischen Strahlen der Wissenschaftler Wilhelm Wien und Joseph John Thomson nahmen schließlich die Entwicklung der Massenspektrometrie an.

Eigenschaften

Die Haupteigenschaften von anodischen Strahlen sind die folgenden:

- Sie haben eine positive Ladung, der Wert ihrer Ladung ist ein Vielfaches der Elektronenladung (1,6 ∙ 10-19 C).

- Sie bewegen sich in einer geraden Linie in Abwesenheit von elektrischen Feldern und Magnetfeldern.

- Sie weichen in Gegenwart von elektrischen Feldern und Magnetfeldern von der negativen Zone ab.

- Sie können dünne Metallschichten durchdringen.

- Sie können Gase ionisieren.

- Sowohl die Masse als auch die Ladung der Partikel, aus denen die anodischen Strahlen bestehen, variieren je nach dem in der Röhre eingeschlossenen Gas. Normalerweise ist seine Masse identisch mit der Masse der Atome oder Moleküle, von denen sie abgeleitet sind.

- Sie können physikalische und chemische Veränderungen verursachen.

Ein wenig Geschichte

Vor der Entdeckung anodischer Strahlen fand die Entdeckung von Kathodenstrahlen statt, die in den Jahren 1858 und 1859 stattfanden. Die Entdeckung ist Julius Plücker, Mathematiker und Physiker deutscher Herkunft, zu verdanken.

Später untersuchte der englische Physiker Joseph John Thomson das Verhalten, die Eigenschaften und die Wirkungen von Kathodenstrahlen.

Eugen Goldstein, der zuvor andere Untersuchungen mit Kathodenstrahlen durchgeführt hatte, entdeckte seinerseits anodische Strahlen. Die Entdeckung fand 1886 statt und er erkannte es, als er erkannte, dass die Entladungsröhren mit der perforierten Kathode auch Licht am Ende der Kathode emittierten.

Auf diese Weise entdeckte er, dass neben den Kathodenstrahlen noch andere Strahlen vorhanden waren: die anodischen Strahlen; diese bewegten sich in die entgegengesetzte Richtung. Als diese Strahlen durch die Löcher oder Kanäle in der Kathode hindurchgingen, beschloss er, sie als Kanalstrahlen zu bezeichnen.

Es war jedoch nicht er, sondern Wilhelm Wien, der später umfangreiche Untersuchungen an anodischen Strahlen machte. Zusammen mit Joseph John Thomson hat Wien die Grundlage für die Massenspektrometrie gelegt.

Eugen Goldsteins Entdeckung anodischer Strahlen war eine fundamentale Säule für die spätere Entwicklung der zeitgenössischen Physik.

Dank der Entdeckung der anodischen Strahlen wurden zum ersten Mal Atomschwärme in einer schnellen und geordneten Bewegung angeordnet, deren Anwendung für verschiedene Zweige der Atomphysik sehr fruchtbar war.

Die anodische Strahlröhre

Bei der Entdeckung anodischer Strahlen verwendete Goldstein eine Entladungsröhre mit einer perforierten Kathode. Der detaillierte Vorgang, bei dem anodische Strahlen in einer Gasentladungsröhre gebildet werden, ist der nachstehend beschriebene.

Durch Anlegen einer großen Potentialdifferenz von mehreren tausend Volt an die Röhre beschleunigt das erzeugte elektrische Feld die geringe Anzahl von Ionen, die immer in einem Gas vorhanden sind und die durch natürliche Prozesse wie Radioaktivität erzeugt werden.

Diese beschleunigten Ionen kollidieren mit den Atomen des Gases, reißen Elektronen aus ihnen und erzeugen mehr positive Ionen. Im Gegenzug greifen diese Ionen und Elektronen wieder mehr Atome an und erzeugen mehr positive Ionen in einer Kettenreaktion.

Die positiven Ionen werden von der negativen Kathode angezogen und andere durch die Löcher in der Kathode. Wenn sie die Kathode erreichen, haben sie bereits mit genügend Geschwindigkeit beschleunigt, dass sie, wenn sie mit anderen Atomen und Molekülen des Gases kollidieren, die Spezies auf höheren Energieniveaus anregen.

Wenn diese Spezies zu ihren ursprünglichen Energieniveaus zurückkehren, geben die Atome und Moleküle die Energie frei, die sie zuvor gewonnen hatten; Die Energie wird in Form von Licht emittiert.

Dieser Prozess der Lichterzeugung, der als Fluoreszenz bezeichnet wird, bewirkt das Auftreten einer Helligkeit in dem Bereich, in dem die Ionen aus der Kathode austreten.

Das Proton

Obwohl Goldstein bei seinen Experimenten mit anodischen Strahlen Protonen erhielt, wird ihm nicht die Entdeckung des Protons zugeschrieben, da er es nicht richtig identifizieren konnte.

Das Proton ist das leichteste Teilchen der positiven Teilchen, die in anodischen Strahlröhren erzeugt werden. Das Proton wird erzeugt, wenn das Rohr mit Wasserstoffgas beladen ist. Auf diese Weise werden Protonen erhalten, wenn Wasserstoff ionisiert wird und sein Elektron verliert.

Das Proton hat eine Masse von 1,67 × 10-24 g, fast das gleiche wie das des Wasserstoffatoms, und hat die gleiche Ladung, aber entgegengesetztes Vorzeichen, das das Elektron hat; das heißt, 1,6 ÷ 10-19 C.

Massenspektrometrie

Massenspektrometrie, entwickelt aus der Entdeckung anodischer Strahlen, ist ein analytisches Verfahren, das es ermöglicht, die chemische Zusammensetzung der Moleküle einer Substanz basierend auf ihrer Masse zu untersuchen.

Es erlaubt sowohl unbekannte Verbindungen zu erkennen, bekannte Verbindungen zu zählen als auch die Eigenschaften und Struktur der Moleküle einer Substanz zu kennen.

Das Massenspektrometer ist seinerseits ein Gerät, mit dem die Struktur verschiedener chemischer Verbindungen und Isotope sehr genau analysiert werden kann.

Das Massenspektrometer ermöglicht die Trennung der Atomkerne basierend auf der Beziehung zwischen der Masse und der Ladung.

Referenzen

    1. Anodischer Strahl (n. D.) In Wikipedia. Am 19. April 2018 von es.wikipedia.org abgerufen.
    2. Anodenstrahl (n.d.) In Wikipedia. Abgerufen am 19. April 2018 von en.wikipedia.org.
    3. Massenspektrometer (n.d.) In Wikipedia. Am 19. April 2018 von es.wikipedia.org abgerufen.
    4. Grayson, Michael A. (2002).Messmasse: von positiven Strahlen zu Proteinen. Philadelphia: Chemische Heritage Press
    5. Grayson, Michael A. (2002).Messmasse: von positiven Strahlen zu Proteinen. Philadelphia: Chemische Heritage Press.
    6. Thomson, J. J. (1921).Strahlen der positiven Elektrizität und ihre Anwendung auf die chemische Analyse (1921)
    7. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005).Physik und Chemie. Everest