EUGENS GOLDŠTEINS: ATKLĀJUMI UN IEGULDĪJUMS - FIZISKĀ - 2025

Eugens Goldšteins bija ievērojams vācu fiziķis, dzimis mūsdienu Polijā 1850. gadā. Viņa zinātniskajā darbā ietilpst eksperimenti ar elektriskām parādībām gāzēs un katoda stariem.

Goldšteins protonu esamību identificēja kā vienādus un pretējus lādiņus elektroniem. Šis atklājums tika veikts, eksperimentējot ar katodstaru lampām, 1886. gadā.

Elektronu stars tiek novirzīts no katoda uz anodu.

Viens no viņa izcilākajiem mantojumiem bija to, kas mūsdienās tiek dēvēti par protoniem, atklāšana kopā ar kanāla stariem, kas pazīstami arī kā anodiski vai pozitīvi stari.

Vai bija Goldstein atomu modelis?

Godlšteins neierosināja atomu modeli, lai gan viņa atklājumi ļāva attīstīt Thomsona atomu modeli.

No otras puses, viņš dažreiz tiek uzskatīts par protona atklājēju, kuru viņš novēroja vakuuma mēģenēs, kur viņš novēroja katoda starus. Tomēr zinātnieku aprindās par atklājēju tiek uzskatīts Ernests Rutherfords.

Katodstaru eksperimenti

Crookes caurules

Goldstein sāka savus eksperimentus ar Crookes caurulēm 70. gados, pēc tam viņš pārveidoja struktūru, kuru 19. gadsimtā izstrādāja William Crookes.

Crookes caurules pamatstruktūra sastāv no tukšas stikla izgatavotas caurules, kuras iekšpusē cirkulē gāzes. Gāzu spiedienu caurulē regulē, regulējot gaisa evakuāciju tajā.

Aparātam ir divas metāla daļas, pa vienai katrā galā, kas darbojas kā elektrodi, un abi gali ir savienoti ar ārējiem sprieguma avotiem.

Elektrificējot cauruli, gaiss jonizē un kļūst par elektrības vadītāju. Līdz ar to gāzes kļūst dienasgaismas, kad ķēde starp diviem caurules galiem ir aizvērta.

Crookes secināja, ka šī parādība bija saistīta ar katodu staru esamību, tas ir, elektronu plūsmu. Ar šo eksperimentu tika parādīta elementāru daļiņu esamība ar negatīvu lādiņu atomos.

Crookes cauruļu modifikācija

Goldstein mainīja Crookes caurules struktūru, pievienojot vairākiem perforācijas caurulē esošajiem metāla katodiem.

Turklāt viņš atkārtoja eksperimentu ar Crookes caurules modifikāciju, palielinot spriegumu starp caurules galiem līdz vairākiem tūkstošiem voltu.

Saskaņā ar šo jauno konfigurāciju Goldstein atklāja, ka caurule izstaroja jaunu mirdzumu no caurdurtās caurules gala.

Tomēr jāuzsver, ka šie stari kustējās pretējā virzienā pret katoda stariem un tika saukti par kanāla stariem.

Goldšteins secināja, ka papildus katoda stariem, kas virzījās no katoda (negatīvs lādiņš) pret anodu (pozitīvs lādiņš), bija vēl viens stars, kas virzījās pretējā virzienā, tas ir, no anoda virzienā uz modificētās caurules katodu.

Turklāt daļiņu izturēšanās pret to elektrisko lauku un magnētisko lauku bija pilnīgi pretēja katoda stariem.

Šo jauno plūsmu Goldstein kristīja kā kanāla starus. Tā kā kanāla stari pārvietojās pretējā virzienā pret katoda stariem, Goldsteins secināja, ka arī viņu elektriskā lādiņa raksturam jābūt pretējam. Tas ir, kanāla stari bija pozitīvi uzlādēti.

Kanāla stari

Kanāla stari rodas, ja katoda stari saduras ar atomiem gāzē, kas ir ierobežota mēģenē.

Vienādi uzlādētas daļiņas atgrūž viena otru. Sākot no šīs bāzes, katodstaru elektroni atgrūž gāzes atomu elektronus, un pēdējie tiek atbrīvoti no sākotnējā veidojuma.

Gāzes atomi zaudē savu negatīvo lādiņu un kļūst pozitīvi uzlādēti. Šos katjonus piesaista caurules negatīvais elektrods, ņemot vērā dabisko pievilcību starp pretējiem elektriskajiem lādiņiem.

Goldsteins šos starus nosauca par "Kanalstrahlen", lai atsauktos uz katodu staru līdziniekiem. Pozitīvi lādētie joni, kas veido kanāla starus, virzās uz perforēto katodu, līdz tie iziet caur to, ņemot vērā eksperimenta raksturu.

Tādējādi zinātniskajā pasaulē šāda veida parādība ir pazīstama kā kanāla stari, jo tie iziet cauri esošajai perforācijai izpētes caurules katodā.

Katoda cauruļu modifikācija

Tāpat arī Eugena Godlšteina esejas ievērojami sekmēja tehnisko priekšstatu padziļināšanu par katoda stariem.

Veicot eksperimentus ar evakuētām caurulēm, Goldšteins atklāja, ka katoda stari var radīt asas izstarojuma ēnas perpendikulāri katoda pārklātajam apgabalam.

Šis atklājums bija ļoti noderīgs, lai modificētu līdz šim izmantoto katodu cauruļu dizainu un ieliektu ieliektus katodus to stūros, lai iegūtu fokusētus starus, kas nākotnē tiks izmantoti dažādos lietojumos.

Kanāla stari, kas pazīstami arī kā anodie vai pozitīvie stari, ir tieši atkarīgi no caurulē esošās gāzes fizikāli ķīmiskajām īpašībām.

Rezultātā attiecības starp elektrisko lādiņu un daļiņu masu būs atšķirīgas atkarībā no gāzes veida, kas tiek izmantota eksperimenta laikā.

Ar šo secinājumu tika noskaidrots fakts, ka daļiņas izgāja no gāzes iekšpuses, nevis no elektrificētās caurules anoda.

Goldšteina iemaksas

Pirmie soļi protona atklāšanā

Balstoties uz pārliecību, ka atomu elektriskais lādiņš ir neitrāls, Goldsteins veica pirmos soļus, lai pārbaudītu pozitīvi lādētu pamata daļiņu esamību.

Mūsdienu fizikas pamati

Goldsteina pētnieciskais darbs nesa viņiem mūsdienu fizikas pamatus, jo kanālu staru esamības demonstrēšana ļāva noformulēt domu, ka atomi ātri pārvietojas un ar noteiktu pārvietošanās modeli.

Šāda veida jēdzieni bija atslēga tajā laikā, kas mūsdienās tiek dēvēts par atomu fiziku, tas ir, fizikas jomā, kas pilnībā pēta atomu izturēšanos un īpašības.

Izotopu pētījums

Tādējādi Goldšteina analīzes deva pamatu izotopu izpētei, piemēram, starp daudziem citiem zinātniskiem pielietojumiem, kas šodien ir pilnībā spēkā.

Tomēr zinātniskā sabiedrība protona atklāšanu attiecina uz Jaunzēlandes ķīmiķi un fiziķi Ernestu Rutherfordu 1918. gada vidū.

Protona kā elektrona ekvivalenta atklāšana lika pamatus šodien zināmā atomu modeļa uzbūvei.

Atsauces

1. Kanāla staru eksperiments (2016). Atgūts no: byjus.com
2. Atoms un atomu modeļi (otrais) Atgūts no: recursostic.educacion.es
3. Eugens Goldšteins (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Atgūts no: britannica.com
4. Eugens Goldšteins (nd). Atgūts no: chemed.chem.purdue.edu
5. Protons (sf). Havana Kuba. Atgūts no: ecured.cu
6. Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija (2018). Eugens Goldšteins. Atgūts no: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija (2018). Crookes caurule. Atgūts no: es.wikipedia.org