The anodiskās stari vai kanāla stari , ko sauc arī pozitīvs, ir pozitīvs ray sijas veidojas ar atomu vai molekulu katjoniem (pozitīvi joni), kuri ir vērsti uz negatīvo elektrodu Crookes caurulē.
Anodie stari rodas, kad elektroni, kas iet no katoda virzienā uz anodu, saduras ar gāzes atomiem, kas noslēgti Krūka mēģenē.
Tā kā vienas un tās pašas zīmes daļiņas atgrūž viena otru, elektrodi, kas iet uz anodu, noplēš elektronus, kas atrodas gāzes atomu garozā.
Tādējādi atomus, kuri ir palikuši pozitīvi uzlādēti - tas ir, tie ir pārveidoti par pozitīviem joniem (katjoniem) - piesaista katodam (negatīvi lādēti).
Atklājums
Tos atklāja vācu fiziķis Eigens Goldsteins, pirmo reizi novērojot tos 1886. gadā.
Vēlāk zinātnieku Vilhelma Viena un Džozefa Džona Thomsona darbs pie anodiskajiem stariem beidzās ar masu spektrometrijas attīstību.
Īpašības
Anodisko staru galvenās īpašības ir šādas:
- Viņiem ir pozitīvs lādiņš, un to lādiņa vērtība ir elektronu lādiņu vesels skaitlis (1,6 ∙ 10 -19 C).
- Viņi pārvietojas taisnā līnijā, ja nav elektrisko lauku un magnētisko lauku.
- elektriskā lauka un magnētiskā lauka klātbūtnē tie novirzās, virzoties negatīvās zonas virzienā.
- Var iekļūt plāni metālu slāņi.
- Tie var jonizēt gāzes.
- Gan anodisko staru veidojošo daļiņu masa, gan lādiņš mainās atkarībā no caurulē esošās gāzes. Parasti to masa ir identiska atomu vai molekulu masai, no kuras tie ir iegūti.
- Tās var izraisīt fiziskas un ķīmiskas izmaiņas.
Nedaudz vēstures
Pirms anoda staru atklāšanas notika katodu staru atklāšana, kas notika visā 1858. un 1859. gadā. Atklājums ir saistīts ar vācu matemātiķa un fiziķa Jūlija Plīkera darbu.
Vēlāk tas bija angļu fiziķis Džozefs Džons Thomsons, kurš padziļināti izpētīja katodu staru izturēšanos, īpašības un iedarbību.
No savas puses Eugens Goldšteins - kurš iepriekš bija veicis citus izmeklējumus ar katoda stariem - bija tas, kurš atklāja anoda starus. Atklāšana notika 1886. gadā, un viņš to izdarīja, kad saprata, ka izlādes caurules ar perforētu katodu arī izstaro gaismu katoda galā.
Tādā veidā viņš atklāja, ka papildus katoda stariem ir arī citi stari: anoda stari; šie pārvietojās pretējā virzienā. Tā kā šie stari iet caur katoda caurumiem vai kanāliem, viņš nolēma tos saukt par kanāla stariem.
Tomēr vēlāk nevis viņš, bet gan Vilhelms Viens veica plašus anoda staru pētījumus. Viens kopā ar Džozefu Džonu Tomssonu izveidoja masu spektrometrijas pamatu.
Eugena Goldšteina atklātais anodu stari bija pamata balsts mūsdienu fizikas vēlākajai attīstībai.
Pateicoties anodu staru atklāšanai, pirmo reizi kļuva pieejami ātru un sakārtotu atomu spieti, kuru pielietojums bija ļoti auglīgs dažādām atomu fizikas nozarēm.
Anodiskā staru caurule
Atklājot anoda starus, Goldsteins izmantoja izlādes cauruli, kurai katods bija perforēts. Detalizēts process, ar kura palīdzību anodie stari veidojas gāzes izlādes caurulē, ir šāds.
Pieliekot caurulē lielu potenciālu starpību vairāku tūkstošu voltu apjomā, izveidotais elektriskais lauks paātrina nelielu jonu skaitu, kas vienmēr atrodas gāzē un kurus rada tādi dabiski procesi kā radioaktivitāte.
Šie paātrinātie joni saduras ar gāzes atomiem, no tiem izraujot elektronus un radot vairāk pozitīvu jonu. Šie joni un elektroni savukārt atkal uzbrūk vairāk atomiem, radot vairāk pozitīvu jonu, kas ir ķēdes reakcija.
Negatīvo katodu piesaista pozitīvie joni, un daži iziet cauri katoda caurumiem. Kad viņi sasniedz katodu, tie jau ir pietiekami strauji paātrinājušies, ka, saskaroties ar citiem gāzes atomiem un molekulām, tie satrauc sugas augstāku enerģijas līmeni.
Kad šīs sugas atgriežas sākotnējā enerģijas līmenī, atomi un molekulas atbrīvo iepriekš iegūto enerģiju; enerģija tiek izstarota gaismas veidā.
Šis gaismas ražošanas process, ko sauc par fluorescenci, izraisa mirdzumu parādīšanos reģionā, kur joni izdalās no katoda.
Protons
Lai arī Goldsteins ieguva protonus ar eksperimentiem ar anodiskajiem stariem, patiesība ir tāda, ka protonu atklāšanu neuzskata tieši viņš, jo viņš nespēja to pareizi identificēt.
Protons ir vieglākā pozitīvo daļiņu daļiņa, kas tiek ražota anoda staru lampās. Protonu ražo, kad caurule ir uzlādēta ar ūdeņraža gāzi. Tādā veidā, kad ūdeņradis jonizējas un zaudē savu elektronu, tiek iegūti protoni.
Protona masa ir 1,67 ∙ 10–24 g, gandrīz tāda pati kā ūdeņraža atomam, un tam ir tāda pati maksa, bet ar pretēju zīmi kā elektronam; tas ir, 1,6 ∙ 10 -19 C.
Masas spektrometrija
Masas spektrometrija, kas izstrādāta pēc anodisko staru atklāšanas, ir analītiska procedūra, kas ļauj izpētīt vielas molekulu ķīmisko sastāvu, pamatojoties uz to masu.
Tas ļauj gan atpazīt nezināmus savienojumus, saskaitīt zināmos savienojumus, gan arī uzzināt vielas molekulu īpašības un struktūru.
No savas puses masas spektrometrs ir ierīce, ar kuras palīdzību ļoti precīzi var analizēt dažādu ķīmisko savienojumu un izotopu struktūru.
Masas spektrometrs ļauj atdalīt atomu kodolus, pamatojoties uz attiecību starp masu un lādiņu.
Atsauces
-
- Anodiskais stars (nd). Vietnē Wikipedia. Iegūts 2018. gada 19. aprīlī no es.wikipedia.org.
- Anoda stars (nd). Vietnē Wikipedia. Iegūts 2018. gada 19. aprīlī no vietnes en.wikipedia.org.
- Masas spektrometrs (nd). Vietnē Wikipedia. Iegūts 2018. gada 19. aprīlī no es.wikipedia.org.
- Greisons, Maikls A. (2002). Mērīšanas masa: no pozitīvajiem stariem līdz olbaltumvielām. Filadelfija: Ķīmiskā mantojuma prese
- Greisons, Maikls A. (2002). Mērīšanas masa: no pozitīvajiem stariem līdz olbaltumvielām. Filadelfija: Ķīmiskā mantojuma prese.
- Thomson, JJ (1921). Pozitīvās elektrības stari un to pielietojums ķīmiskajās analīzēs (1921)
- Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fizika un ķīmija. Everests