Tyto anodové paprsky nebo říční paprsky, nazývané také pozitivní, pozitivní paprsek nosníky tvořeny atomové nebo molekulární kationtů (kladně nabité ionty), které jsou zaměřeny směrem k záporné elektrodě v katodová trubice.
Anodické paprsky vznikají, když elektrony, které jdou z katody směrem k anodě, se srazí s atomy plynu uzavřenými v Crookově trubici.
Když se částice stejného znamení navzájem odpuzují, elektrony, které jdou směrem k anodě, odtrhnou elektrony přítomné v kůře atomů plynu.
Atomy, které zůstaly kladně nabité - to znamená, že byly transformovány na kladné ionty (kationty) - jsou přitahovány ke katodě (záporně nabité).
Objev
Objevil je německý fyzik Eugen Goldstein, který je poprvé pozoroval v roce 1886.
Později se práce na anodických paprscích vědců Wilhelma Wien a Josepha John Thomsona skončila za předpokladu rozvoje hmotnostní spektrometrie.
Vlastnosti
Hlavní vlastnosti anodických paprsků jsou následující:
- Mají kladný náboj, hodnota jejich náboje je celé číslo náboje elektronu (1,6 ∙ 10 -19 C).
- Pohybují se po přímce bez elektrického pole a magnetického pole.
- Odchylují se v přítomnosti elektrického pole a magnetického pole a pohybují se směrem k negativní zóně.
- Tenké vrstvy kovů mohou pronikat.
- Mohou ionizovat plyny.
- Hmotnost i náboj částic, které tvoří anodické paprsky, se liší v závislosti na plynu uzavřeném v trubici. Normálně je jejich hmotnost totožná s hmotností atomů nebo molekul, z nichž jsou odvozeny.
- Mohou způsobit fyzické a chemické změny.
Trocha historie
Před objevením anodových paprsků došlo k objevu katodových paprsků, k nimž došlo v letech 1858 a 1859. Tento objev je způsoben německým matematikem a fyzikem Juliem Plückerem.
Později to byl anglický fyzik Joseph John Thomson, který hlouběji studoval chování, vlastnosti a účinky katodových paprsků.
Z jeho strany Eugen Goldstein - který předtím provedl další vyšetřování katodovými paprsky - byl tím, kdo objevil anodové paprsky. Objev se uskutečnil v roce 1886 a udělal to, když si uvědomil, že výbojky s perforovanou katodou také emitovaly světlo na konci katody.
Tímto způsobem zjistil, že kromě katodových paprsků existují i další paprsky: anodové paprsky; ty se pohybovaly opačným směrem. Protože tyto paprsky procházely otvory nebo kanály v katodě, rozhodl se je nazvat paprsky kanálů.
Nebyl to však on, ale Wilhelm Wien, který později provedl rozsáhlé studie anodových paprsků. Wien spolu s Josephem Johnem Thomsonem vytvořili základ pro hmotnostní spektrometrii.
Objev anodových paprsků Eugena Goldsteina představoval základní pilíř pro pozdější vývoj současné fyziky.
Díky objevu anodových paprsků byly poprvé k dispozici roje atomů v rychlém a řádném pohybu, jejichž aplikace byla velmi úrodná pro různé odvětví atomové fyziky.
Anodická trubice
Při objevování anodových paprsků použil Goldstein výbojku, která měla perforaci katody. Podrobný proces, kterým se vytvářejí anodické paprsky v plynové výbojce, je následující.
Použitím velkého rozdílu potenciálu několik tisíc voltů na zkumavku vytváří elektrické pole, které je vytvořeno, zrychlení malého počtu iontů, které jsou vždy přítomny v plynu a které jsou vytvářeny přírodními procesy, jako je radioaktivita.
Tyto urychlené ionty se srazí s atomy plynů, trhají z nich elektrony a vytvářejí pozitivnější ionty. Tyto ionty a elektrony zase útočí na více atomů a vytvářejí více pozitivních iontů v řetězové reakci.
Pozitivní ionty jsou přitahovány k negativní katodě a některé procházejí otvory v katodě. Než narazili na katodu, již dostatečně rychle zrychlili, že když se střetnou s jinými atomy a molekulami v plynu, excitují druh na vyšší energetické hladiny.
Když se tyto druhy vrátí na svou původní energetickou úroveň, atomy a molekuly uvolní energii, kterou dříve získaly; energie je emitována ve formě světla.
Tento proces produkce světla, nazývaný fluorescence, způsobuje vznik záře v oblasti, kde se ionty objevují z katody.
Proton
Ačkoli Goldstein získal protony svými experimenty s anodickými paprsky, pravda je taková, že za objev protonu není připisován on, protože nebyl schopen správně identifikovat.
Proton je nejlehčí částice pozitivních částic produkovaných v trubkách anodových paprsků. Proton se vytvoří, když je trubice naplněna plynným vodíkem. Tímto způsobem, když vodík ionizuje a ztrácí svůj elektron, se získají protony.
Proton má hmotnost 1,67 x 10-24 g, téměř stejný jako atom vodíku, a má stejný náboj, ale s opačným znaménkem jako elektron; to znamená, 1,6 ∙ 10 -19 ° C
Hmotnostní spektrometrie
Hmotnostní spektrometrie, vyvinutá objevem anodických paprsků, je analytický postup, který umožňuje studovat chemické složení molekul látky na základě jejich hmotnosti.
Umožňuje rozpoznávat neznámé sloučeniny, počítat sloučeniny, které jsou známé, a také znát vlastnosti a strukturu molekul látky.
Hmotnostní spektrometr je zařízení, pomocí kterého lze velmi přesně analyzovat strukturu různých chemických sloučenin a izotopů.
Hmotnostní spektrometr umožňuje separaci atomových jader na základě vztahu mezi hmotou a nábojem.
Reference
-
- Anodický paprsek (nd). Na Wikipedii. Citováno z 19. dubna 2018, z es.wikipedia.org.
- Anodový paprsek (nd). Na Wikipedii. Citováno z 19. dubna 2018, z en.wikipedia.org.
- Hmotnostní spektrometr (nd). Na Wikipedii. Citováno z 19. dubna 2018, z es.wikipedia.org.
- Grayson, Michael A. (2002). Měření hmotnosti: od pozitivních paprsků k proteinům. Philadelphia: Chemical Heritage Press
- Grayson, Michael A. (2002). Měření hmotnosti: od pozitivních paprsků k proteinům. Philadelphia: Chemical Heritage Press.
- Thomson, JJ (1921). Paprsky pozitivní elektřiny a jejich aplikace v chemických analýzách (1921)
- Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fyzika a chemie. Everest