Ανοδική ακτίνες ανακάλυψη, Ιδιότητες

Το Ανοδικές ακτίνες ή κανάλια ακτίνων, που ονομάζονται επίσης θετικά, είναι δέσμες θετικών ακτίνων που αποτελούνται από ατομικά ή μοριακά κατιόντα (ιόντα με θετικό φορτίο) που κατευθύνονται προς το αρνητικό ηλεκτρόδιο σε ένα σωλήνα Crookes. 

Ανοδική ακτίνες προέρχονται όταν τα ηλεκτρόνια που κυμαίνονται από κάθοδο προς την άνοδο, συγκρούονται με τα άτομα του αερίου περικλείονται σε σωλήνα Crookes.

Καθώς τα σωματίδια του ίδιου σήματος απωθεί, τα ηλεκτρόνια που πηγαίνουν προς την άνοδο ξεκινούν τα ηλεκτρόνια που υπάρχουν στην κρούστα των ατόμων αερίων.

Έτσι, τα άτομα που παρέμειναν θετικά φορτισμένα - δηλαδή έχουν μετατραπεί σε θετικά ιόντα (κατιόντα) - προσελκύονται στην κάθοδο (με αρνητικό φορτίο).

Ευρετήριο

• 1 Ανακάλυψη
• 2 Ιδιότητες
• 3 Μια μικρή ιστορία
  • 3.1 Ο σωλήνας ανοδικής ακτινοβολίας
  • 3.2 Το πρωτόνιο
  • 3.3 Φασματομετρία μάζας
• 4 Αναφορές

Ανακάλυψη

Ήταν ο Γερμανός φυσικός Eugen Goldstein που τα ανακάλυψε, παρατηρώντας τους για πρώτη φορά το 1886.

Στη συνέχεια, οι εργασίες για τις ακτίνες ανόδου από επιστήμονες Wilhelm Wien και Joseph John Thomson τελικά αν υποτεθεί ότι η ανάπτυξη της φασματομετρίας μάζας. 

Ιδιότητες

Οι κύριες ιδιότητες των ανοδικών ακτίνων είναι οι εξής:

- Έχουν θετικό φορτίο, η τιμή της φόρτισης τους είναι πολλαπλάσιο του φορτίου ηλεκτρονίων (1,6 ∙ 10^-19 Γ).

- Μετακινούνται σε ευθεία γραμμή, ελλείψει ηλεκτρικών πεδίων και μαγνητικών πεδίων.

- Παρέχουν αποκλίσεις παρουσία ηλεκτρικών πεδίων και μαγνητικών πεδίων, κινούνται προς την αρνητική ζώνη.

- Μπορούν να διεισδύσουν σε λεπτά στρώματα μετάλλων.

- Μπορούν να ιονίζουν τα αέρια.

- Τόσο η μάζα όσο και το φορτίο των σωματιδίων που σχηματίζουν τις ανοδικές ακτίνες ποικίλλουν ανάλογα με το αέριο που περικλείεται στον σωλήνα. Κανονικά η μάζα του είναι ίδια με τη μάζα των ατόμων ή των μορίων από τα οποία προέρχονται.

- Μπορούν να προκαλέσουν φυσικές και χημικές αλλαγές.

Μια μικρή ιστορία

Πριν από την ανακάλυψη των ανοδικών ακτίνων, έγινε η ανακάλυψη των καθοδικών ακτίνων, η οποία συνέβη καθ 'όλη τη διάρκεια των ετών 1858 και 1859. Η ανακάλυψη οφείλεται στον Julius Plücker, μαθηματικό και φυσικό γερμανικής καταγωγής.

Στη συνέχεια, ο αγγλικός φυσικός Joseph John Thomson μελέτησε σε βάθος τη συμπεριφορά, τα χαρακτηριστικά και τις επιδράσεις των καθοδικών ακτίνων.

Από την πλευρά του, ο Eugen Goldstein - ο οποίος είχε προηγουμένως κάνει άλλη έρευνα με τις καθοδικές ακτίνες - ήταν εκείνος που ανακάλυψε τις ανοδικές ακτίνες. Η ανακάλυψη έγινε το 1886 και που εκτελούνται όταν συνειδητοποίησε ότι οι σωλήνες εκκένωσης με διάτρητη κάθοδος εκπέμπουν επίσης φως στο τέλος της καθόδου.

Με αυτόν τον τρόπο ανακάλυψε ότι, εκτός από τις ακτίνες της καθόδου, υπήρχαν άλλες ακτίνες: οι ανοδικές ακτίνες. αυτά κινούνταν προς την αντίθετη κατεύθυνση. Καθώς αυτές οι ακτίνες περνούσαν μέσα από τις τρύπες ή τα κανάλια στην κάθοδο, αποφάσισε να τις ονομάσει ακτίνες καναλιού.

Ωστόσο, δεν ήταν αυτός, αλλά ο Wilhelm Wien, ο οποίος αργότερα έκανε εκτεταμένες μελέτες ανοδικών ακτίνων. Το Wien, μαζί με τον Joseph John Thomson, κατέληξαν στη δημιουργία της βάσης της φασματομετρίας μάζας.

Η ανακάλυψη των ανοδικών ακτίνων του Eugen Goldstein ήταν ένας θεμελιώδης πυλώνας για την μεταγενέστερη ανάπτυξη της σύγχρονης φυσικής.

Χάρη στην ανακάλυψη των ανοδικών ακτίνων, οργανώθηκαν για πρώτη φορά σμήνη ταχέως μετακινούμενων ατόμων, των οποίων η εφαρμογή ήταν πολύ γόνιμη για διαφορετικούς κλάδους της ατομικής φυσικής..

Ο σωλήνας ανοδικής ακτινοβολίας

Στην ανακάλυψη των ανοδικών ακτίνων, ο Goldstein χρησιμοποίησε έναν σωλήνα εκκένωσης που είχε διάτρητη κάθοδο. Η λεπτομερής διαδικασία με την οποία σχηματίζονται ανοδικές ακτίνες σε σωλήνα εκκένωσης αερίου παρουσιάζεται παρακάτω.

Εφαρμόζοντας μια διαφορά δυναμικού αρκετών χιλιάδων βολτ στο σωλήνα, το ηλεκτρικό πεδίο το οποίο δημιουργείται επιταχύνει ο μικρός αριθμός των ιόντων είναι πάντα παρούσα σε ένα αέριο και δημιουργούνται από φυσικές διεργασίες, όπως η ραδιενέργεια.

Αυτά τα επιταχυνόμενα ιόντα συγκρούονται με τα άτομα του αερίου, εξουδετερώνουν ηλεκτρόνια και δημιουργούν περισσότερο θετικά ιόντα. Με τη σειρά τους αυτά τα ιόντα και τα ηλεκτρόνια επιτίθενται πάλι σε περισσότερα άτομα, δημιουργώντας πιο θετικά ιόντα σε μια αλυσιδωτή αντίδραση.

Τα θετικά ιόντα έλκονται από την αρνητική κάθοδο και μερικά διέρχονται από τις οπές στην κάθοδο. Όταν φτάνουν στην κάθοδο, έχουν ήδη επιταχυνθεί με επαρκή ρυθμό που, όταν συγκρούονται με άλλα άτομα και μόρια του αερίου, διεγείρουν το είδος σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας..

Όταν αυτά τα είδη επιστρέψουν στα αρχικά επίπεδα ενέργειας, τα άτομα και τα μόρια απελευθερώνουν την ενέργεια που είχαν προηγουμένως κερδίσει. η ενέργεια εκπέμπεται με τη μορφή φωτός.

Αυτή η διαδικασία παραγωγής φωτός, που ονομάζεται φθορισμός, προκαλεί την εμφάνιση φωτεινότητας στην περιοχή όπου τα ιόντα εξέρχονται από την κάθοδο.

Το πρωτόνιο

Ενώ Goldstein με τα πειράματά του με τα πρωτόνια που λαμβάνονται ακτίνες ανοδική, η αλήθεια είναι ότι δεν είναι αυτός ο οποίος πιστώνεται με την ανακάλυψη του πρωτονίου, δεδομένου ότι δεν ήταν σε θέση να προσδιορίσει σωστά.

Το πρωτόνιο είναι το ελαφρύτερο σωματίδιο των θετικών σωματιδίων που παράγονται σε σωλήνες ανοδικών ακτίνων. Το πρωτόνιο παράγεται όταν ο σωλήνας φορτίζεται με αέριο υδρογόνο. Με αυτό τον τρόπο, όταν το υδρογόνο ιονίζεται και χάνει το ηλεκτρόνιο του, λαμβάνονται πρωτόνια.

Το πρωτόνιο έχει μάζα 1,67 ∙ 10^-24 g, σχεδόν το ίδιο με εκείνο του ατόμου υδρογόνου, και έχει το ίδιο φορτίο αλλά αντίθετο σημάδι που έχει το ηλεκτρόνιο. δηλαδή 1,6 ∙ 10^-19 Γ.

Φασματομετρία μάζας

Η φασματομετρία μάζας, που αναπτύχθηκε από την ανακάλυψη των ανοδικών ακτίνων, είναι μια αναλυτική διαδικασία που επιτρέπει τη μελέτη της χημικής σύνθεσης των μορίων μιας ουσίας με βάση τη μάζα της.

Επιτρέπει τόσο την αναγνώριση άγνωστων ενώσεων, την καταμέτρηση ενώσεων που είναι γνωστές, όσο και την γνώση των ιδιοτήτων και της δομής των μορίων μιας ουσίας.

Από την πλευρά του, το φασματόμετρο μάζας είναι μια συσκευή με την οποία η δομή διαφόρων χημικών ενώσεων και ισοτόπων μπορεί να αναλυθεί με πολύ ακριβή τρόπο.

Το φασματόμετρο μάζας επιτρέπει τον διαχωρισμό των ατομικών πυρήνων με βάση τη σχέση μεταξύ μάζας και φορτίου.

Αναφορές

1. 1. Ανοδική ακτίνα (n.d.). Στη Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε στις 19 Απριλίου 2018, από το es.wikipedia.org.
   2. Ακτίδα ανόδου (n.d.). Στη Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε στις 19 Απριλίου 2018, από το en.wikipedia.org.
   3. Φασματόμετρο μάζας (n.d.). Στη Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε στις 19 Απριλίου 2018, από το es.wikipedia.org.
   4. Grayson, Michael Α. (2002). Μέτρηση μάζας: από θετικές ακτίνες σε πρωτεΐνες. Φιλαδέλφεια: Τύπος χημικής κληρονομιάς
   5. Grayson, Michael Α. (2002). Μέτρηση μάζας: από θετικές ακτίνες σε πρωτεΐνες. Φιλαδέλφεια: Τύπος χημικής κληρονομιάς.
   6. Thomson, J. J. (1921). Ακτίνες θετικής ηλεκτρικής ενέργειας και εφαρμογή τους στις χημικές αναλύσεις (1921)
   7. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Φυσική και Χημεία Everest