У анодних зраци или канала лучи , који се називају позитивно, позитивни раи греде формира атомском или молекулском катјона (позитивно наелектрисаних јона) који су усмерени ка негативне електроде у Цроокес епрувети.
Анодни зраци потичу када се електрони који иду са катоде према аноди сударају са атомима гаса који су затворени у Цроокесовој цеви.
Док се честице истог знака одбијају, електрони који иду према аноди одвајају електроне присутне у коре гасових атома.
Дакле, атоми који су остали позитивно набијени - то јест, трансформисани су у позитивне јоне (катионе) - привлаче се катодом (негативно наелектрисани).
Откриће
Открио их је немачки физичар Еуген Голдстеин, који их је први пут посматрао 1886. године.
Касније је посао који су научници Вилхелм Виен и Јосепх Јохн Тхомсон извели на анодним зрацима завршио претпостављајући развој масне спектрометрије.
Својства
Главна својства анодних зрака су следећа:
- Имају позитиван набој, вредност њиховог наелектрисања је цели бројструко наелектрисање електрона (1.6 ∙ 10 -19 Ц).
- Крећу се праволинијски у недостатку електричних и магнетних поља.
- Одступају у присуству електричних и магнетних поља, крећући се према негативној зони.
- Танки слојеви метала могу продирати.
- Они могу да јонизују гасове.
- И маса и набој честица које чине анодне зраке варирају у зависности од гаса затвореног у цев. Обично је њихова маса идентична маси атома или молекула из којих су изведени.
- Могу изазвати физичке и хемијске промене.
Мало историје
Пре открића анодних зрака дошло је до открића катодних зрака, које се дешавало током 1858. и 1859. године. Откриће је због Јулиуса Плуцкера, немачког математичара и физичара.
Касније је енглески физичар Јосепх Јохн Тхомсон који је дубински проучавао понашање, карактеристике и ефекте катодних зрака.
Са своје стране, Еуген Голдстеин - који је претходно вршио друга истраживања катодним зрацима - био је тај који је открио анодне зраке. Откриће се десило 1886. године и учинио га је кад је схватио да цеви за пражњење са перфорираном катодом такође емитују светлост на крају катоде.
На тај је начин открио да поред катодних зрака постоје и друге зраке: анодне зраке; они су се кретали у супротном смеру. Пошто су ови зраци пролазили кроз рупе или канале на катоди, одлучио је да их назове каналним зракама.
Међутим, није он, већ Вилхелм Виен, касније направио опсежне студије анодних зрака. Виен је заједно са Јосепхом Јохном Тхомсоном завршио успостављање основа за масну спектрометрију.
Откривање анодних зрака Еугена Голдстеина представљало је темељни стуб за каснији развој савремене физике.
Захваљујући открићу анодних зрака, ројеви атома у брзом и уредном кретању први пут су постали доступни, чија је примена била веома плодна за различите гране атомске физике.
Цев анодне зраке
Откривајући анодне зраке, Голдштајн је користио цев за пражњење која је катода била перфорирана. Детаљан поступак помоћу којег се формирају анодни зраци у гасној цеви је следећи.
Применом велике разлике од неколико хиљада волти на цев, електрично поље које се ствара убрзава мали број јона који су увек присутни у гасу и који се стварају природним процесима као што је радиоактивност.
Ови убрзани јони сударају се са атомима гаса, откидајући из њих електроне и стварају више позитивних јона. Ови јони и електрони опет нападају више атома, стварајући више позитивних јона у ланчаној реакцији.
Позитивни јони привлаче негативну катоду, а неки пролазе кроз рупе на катоди. До тренутка када дођу до катоде, већ су убрзали довољно брзо да, када се сударају са другим атомима и молекулама у гасу, побуђују врсту на веће енергетске нивое.
Када се ове врсте врате на свој изворни енергетски ниво, атоми и молекули ослобађају енергију коју су претходно стекли; енергија се емитује у облику светлости.
Овај процес производње светлости, назван флуоресценција, узрокује појаву сјаја у регији где иони излазе из катоде.
Протон
Иако је Голдстеин прибавио протоне својим експериментима са анодним зрацима, истина је да није он заслужан за откриће протона, јер није успео да га правилно идентификује.
Протон је најлакша честица позитивних честица произведених у епруветама анодних зрака. Протон се производи када се цев напуни гасом водоника. На овај начин, када водоник јонизује и губи свој електрон, добијају се протони.
Протон има масу од 1,67 ∙ 10 -24 г, скоро једнаку маси атома водоника, и има исти набој, али са супротним знаком као и електрон; то јест, 1.6 ∙ 10 -19 Ц.
Спектрометрија масе
Масена спектрометрија, развијена открићем анодних зрака, је аналитички поступак који омогућава проучавање хемијског састава молекула неке супстанце на основу њихове масе.
Омогућава препознавање непознатих једињења, бројање познатих једињења, као и познавање својстава и структуре молекула неке супстанце.
Са своје стране, масени спектрометар је уређај са којим се може прецизно анализирати структура различитих хемијских једињења и изотопа.
Масени спектрометар омогућава одвајање атомских језгара на основу односа масе и набоја.
Референце
-
- Анодни зрак (други). На Википедији. Преузето 19. априла 2018. са ес.википедиа.орг.
- Анодни зрак (други). На Википедији. Преузето 19. априла 2018. са ен.википедиа.орг.
- Масени спектрометар (нд). На Википедији. Преузето 19. априла 2018. са ес.википедиа.орг.
- Граисон, Мицхаел А. (2002). Мерна маса: од позитивних зрака до протеина. Пхиладелпхиа: Цхемицал Херитаге Пресс
- Граисон, Мицхаел А. (2002). Мерна маса: од позитивних зрака до протеина. Пхиладелпхиа: Цхемицал Херитаге Пресс.
- Тхомсон, ЈЈ (1921). Зраци позитивне електричне енергије и њихова примена у хемијским анализама (1921)
- Фидалго Санцхез, Јосе Антонио (2005). Физика и хемија. Еверест