Anodisen säteet tai kanava säteitä, jota kutsutaan myös positiivinen, ovat positiivisia säde säteet on muodostettu atomi- tai molekyyli- kationien (positiivisesti varautuneita ioneja), jotka on suunnattu kohti negatiivista elektrodia, joka Crookes putkeen.
Anodisäteet lähtevät, kun elektronit, jotka kulkevat katodista anodia kohti, törmäävät Crookes-putkeen suljettujen kaasun atomien kanssa.
Kun saman merkin hiukkaset hylkivät toisiaan, anodia kohti kulkevat elektronit repivät pois kaasun atomien kuoressa olevat elektronit.
Siksi atomit, jotka ovat pysyneet positiivisesti varautuneina - ts. Ne on muutettu positiivisiksi ioneiksi (kationeiksi) - houkuttelevat katodiin (negatiivisesti varautuneet).
Löytö
Saksalainen fyysikko Eugen Goldstein löysi heidät tarkkaillen heitä ensimmäistä kertaa vuonna 1886.
Myöhemmin tutkijoiden Wilhelm Wienin ja Joseph John Thomsonin anodisilta säteiltä tekemä työ päätyi olettamaan, että kehitettiin massaspektrometria.
ominaisuudet
Anodisäteiden pääominaisuudet ovat seuraavat:
- Heillä on positiivinen varaus, niiden varauksen arvo on kokonaislukukerroin elektronin varauksesta (1,6 ∙ 10 - 19 C).
- Ne liikkuvat suorassa linjassa ilman sähkökenttiä ja magneettikenttiä.
- Ne poikkeavat sähkökenttien ja magneettikenttien läsnäollessa, siirtyen kohti negatiivista vyöhykettä.
- Ohuet metallikerrokset voivat tunkeutua sisään.
- Ne voivat ionisoida kaasuja.
- Sekä anodisäteiden muodostavien hiukkasten massa että varaus vaihtelevat putken sulkeman kaasun mukaan. Normaalisti niiden massa on identtinen niiden atomien tai molekyylien massan kanssa, joista ne ovat johdettu.
- Ne voivat aiheuttaa fysikaalisia ja kemiallisia muutoksia.
Pieni historia
Ennen anodisäteiden löytämistä katodisäteiden löytö tapahtui vuosien 1858 ja 1859 aikana. Löytö johtuu saksalaisesta matematiikasta ja fyysikasta Julius Plückeristä.
Myöhemmin englantilainen fyysikko Joseph John Thomson tutki syvällisesti katodisäteiden käyttäytymistä, ominaisuuksia ja vaikutuksia.
Omalta osaltaan Eugen Goldstein - joka oli aiemmin suorittanut muita tutkimuksia katodisäteillä - löysi anodisäteet. Löytö tapahtui vuonna 1886, ja hän teki sen, kun huomasi, että rei'itetyllä katodilla varustetut purkausputket emittoivat valoa myös katodin päässä.
Tällä tavoin hän huomasi, että katodisäteiden lisäksi oli myös muita säteitä: anodisäteet; nämä liikkuivat vastakkaiseen suuntaan. Koska nämä säteet kulkivat katodin reikien tai kanavien läpi, hän päätti kutsua niitä kanavasäteiksi.
Ei kuitenkaan hän, mutta Wilhelm Wien teki myöhemmin laajoja tutkimuksia anodisäteistä. Wien päästi yhdessä Joseph John Thomsonin kanssa perustamaan massaspektrometrian perustan.
Eugen Goldsteinin löytämä anodisäte oli perustana nykyisen fysiikan myöhemmässä kehityksessä.
Anodisäteiden löytämisen ansiosta nopeaa ja järjestäytynyttä liikettä tekevä atomiparvi tuli ensimmäistä kertaa saataville, jonka käyttö oli erittäin hedelmällistä atomifysiikan eri aloille.
Anodinen sädeputki
Anodisäteiden löytämisessä Goldstein käytti purkausputkea, jonka katodi oli rei'itetty. Yksityiskohtainen menetelmä, jolla anodiset säteet muodostetaan kaasupurkausputkeen, on seuraava.
Soveltamalla putkeen suurta, useiden tuhansien volttien potentiaalieroa, syntyvä sähkökenttä kiihdyttää pieniä ionien lukumääriä, joita on aina kaasussa ja jotka syntyy luonnollisista prosesseista, kuten radioaktiivisuudesta.
Nämä kiihdytetyt ionit törmäävät kaasiatomien kanssa, repimällä niistä elektronit ja muodostaen enemmän positiivisia ioneja. Nämä ionit ja elektronit vuorostaan hyökkäävät taas enemmän atomeja, luoden enemmän positiivisia ioneja ketjureaktioon.
Positiivisia ioneja houkuttelee negatiivinen katodi ja jotkut kulkevat katodin reikien läpi. Mennessä, kun ne osuivat katodiin, ne ovat jo kiihtyneet riittävän nopeasti, että törmääessään muiden kaasun atomien ja molekyylien kanssa, ne virittävät lajeja korkeammalle energiatasolle.
Kun nämä lajit palautuvat alkuperäiselle energiatasolleen, atomit ja molekyylit vapauttavat aiemmin hankkimansa energian; energiaa säteilee valon muodossa.
Tämä valontuotantomenetelmä, jota kutsutaan fluoresenssiksi, aiheuttaa hehkua alueella, jolla ionit tulevat katodista.
Protoni
Vaikka Goldstein sai protoneja kokeillaan anodisäteillä, totuus on, että protonia ei löydy hänestä, koska hän ei pystynyt tunnistamaan sitä oikein.
Protoni on kevyin partikkeli positiivisista hiukkasista, jotka tuotetaan anodisäteputkeissa. Protoni tuotetaan, kun putkeen ladataan vetykaasua. Tällä tavoin, kun vety ionisoituu ja häviää elektroninsa, saadaan protoneja.
Protonin massa on 1,67 - 10 - 24 g, melkein sama kuin vetyatomissa, ja sillä on sama varaus, mutta vastakkaisella merkillä kuin elektronilla; eli 1,6 - 10 - 19 ° C.
Massaspektrometria
Anodisäteiden löytämisestä kehitetty massaspektrometria on analyyttinen menetelmä, joka mahdollistaa aineen molekyylien kemiallisen koostumuksen tutkimiseen niiden massan perusteella.
Se antaa sekä tunnistaa tuntemattomia yhdisteitä, laskea tunnettuja yhdisteitä että myös tietää aineen molekyylien ominaisuudet ja rakenteen.
Massaspektrometri puolestaan on laite, jolla eri kemiallisten yhdisteiden ja isotooppien rakennetta voidaan analysoida erittäin tarkasti.
Massaspektrometri mahdollistaa atomiytimien erottamisen massan ja varauksen välisen suhteen perusteella.
Viitteet
-
- Anodisäde (toinen). Wikipediassa. Haettu 19. huhtikuuta 2018, es.wikipedia.org.
- Anodisäde (toinen). Wikipediassa. Haettu 19. huhtikuuta 2018, en.wikipedia.org.
- Massaspektrometri (toinen). Wikipediassa. Haettu 19. huhtikuuta 2018, es.wikipedia.org.
- Grayson, Michael A. (2002). Mittausmassa: positiivisista säteistä proteiineihin. Philadelphia: Chemical Heritage Press
- Grayson, Michael A. (2002). Mittausmassa: positiivisista säteistä proteiineihin. Philadelphia: Chemical Heritage Press.
- Thomson, JJ (1921). Positiivisen sähkön säteet ja niiden soveltaminen kemiallisiin analyyseihin (1921)
- Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fysiikka ja kemia. everest