EUGEN GOLDSTEIN: DESCOPERIRI ȘI CONTRIBUȚII - FIZIC - 2025

Eugen Goldstein a fost un important fizician german, născut în Polonia actuală în 1850. Lucrările sale științifice includ experimente cu fenomene electrice în gaze și razele catodice.

Goldstein a identificat existența protonilor ca sarcini egale și opuse față de electroni. Această descoperire a fost făcută prin experimentarea cu tuburi cu raze catodice, în 1886.

Fasele de electroni sunt direcționate de la catod către anod.

Unul dintre cele mai remarcabile moșteniri ale sale a constat în descoperirea a ceea ce astăzi sunt cunoscuți sub numele de protoni, împreună cu razele de canal, cunoscute și sub denumirea de raze anodice sau pozitive.

A existat un model atomic Goldstein?

Godlstein nu a propus un model atomic, deși descoperirile sale au permis dezvoltarea modelului atomic al lui Thomson.

Pe de altă parte, este uneori creditat ca descoperitorul protonului, pe care l-a observat în tuburile vidate unde observa razele catodice. Cu toate acestea, Ernest Rutherford este considerat descoperitorul în comunitatea științifică.

Experimente cu raze catodice

Tuburi crookes

Goldstein și-a început experimentele cu tuburile Crookes în anii 1970. Apoi, a făcut modificări la structura dezvoltată de William Crookes în secolul al XIX-lea.

Structura de bază a tubului Crookes constă dintr-un tub gol din sticlă, în interiorul căruia circulă gazele. Presiunea gazelor din interiorul tubului este reglată prin moderarea evacuării aerului din interiorul acestuia.

Aparatul are două părți metalice, una la fiecare capăt, care acționează ca electrozi și ambele capete sunt conectate la surse de tensiune externe.

Prin electrizarea tubului, aerul se ionizează și devine un conductor de electricitate. În consecință, gazele devin fluorescente atunci când circuitul dintre cele două capete ale tubului este închis.

Crookes a concluzionat că acest fenomen se datora existenței razelor catodice, adică fluxului de electroni. Cu acest experiment a fost demonstrată existența particulelor elementare cu sarcină negativă în atomi.

Modificarea tuburilor Crookes

Goldstein a modificat structura tubului Crookes, adăugând mai multe perforații la una dintre catodurile metalice din tub.

Mai mult, el a repetat experimentul cu modificarea tubului Crookes, crescând tensiunea între capetele tubului la câteva mii de volți.

Sub această nouă configurație, Goldstein a descoperit că tubul emitea o nouă strălucire de la capătul tubului care a fost străpuns.

Totuși, punctul culminant este că aceste raze se deplasau în direcția opusă razelor catodice și erau numite raze de canal.

Goldstein a concluzionat că, pe lângă razele catodice, care au călătorit de la catod (sarcină negativă) spre anod (sarcină pozitivă), a existat o altă rază care a călătorit în direcția opusă, adică de la anod către catodul tubului modificat.

În plus, comportamentul particulelor în ceea ce privește câmpul electric și câmpul magnetic a fost total opus celui al razelor catodice.

Acest nou flux a fost botezat de Goldstein ca raze de canal. Deoarece razele canalului au călătorit în direcția opusă razelor catodice, Goldstein a dedus că natura încărcăturii lor electrice trebuie să fie și opusă. Adică razele canalului au fost încărcate pozitiv.

Razele de canal

Razele de canal apar atunci când razele catodului se ciocnesc cu atomi în gazul care este limitat în eprubeta.

Particulele încărcate în mod egal se resping reciproc. Pornind de la această bază, electronii razei catodice resping electronii atomilor de gaz, iar aceștia din urmă sunt eliberați de la formarea lor inițială.

Atomii de gaz își pierd sarcina negativă și devin încărcați pozitiv. Acești cationi sunt atrași de electrodul negativ al tubului, având în vedere atracția naturală dintre sarcinile electrice opuse.

Goldstein a numit aceste raze "Kanalstrahlen" pentru a se referi la omologul razelor catodice. Ionii încărcați pozitiv care alcătuiesc razele canalului se deplasează spre catodul perforat până când trec prin el, având în vedere natura experimentului.

Prin urmare, acest tip de fenomen este cunoscut în lumea științifică ca raze de canal, deoarece acestea trec prin perforația existentă în catodul tubului de studiu.

Modificarea tuburilor catodice

De asemenea, eseurile lui Eugen Godlstein au contribuit semnificativ la aprofundarea noțiunilor tehnice despre razele catodice.

Prin experimentele efectuate în tuburi evacuate, Goldstein a descoperit că razele catodice ar putea arunca umbre ascuțite ale emisiilor perpendicular pe zona acoperită de catod.

Această descoperire a fost foarte utilă pentru a modifica designul tuburilor catodice folosite până în prezent și pentru a plasa catode concave în colțurile lor, pentru a produce raze focalizate care vor fi utilizate într-o varietate de aplicații în viitor.

Razele de canal, cunoscute și sub denumirea de raze anodice sau raze pozitive, depind direct de caracteristicile fizico-chimice ale gazului care este conținut în interiorul tubului.

În consecință, relația dintre sarcina electrică și masa particulelor va fi diferită în funcție de natura gazului care este utilizat în timpul experimentului.

Prin această concluzie, a fost clarificat faptul că particulele au ieșit din interiorul gazului și nu din anodul tubului electrificat.

Contribuții Goldstein

Primii pași în descoperirea protonului

Pe baza certitudinii că sarcina electrică a atomilor este neutră, Goldstein a făcut primii pași pentru a verifica existența particulelor fundamentale încărcate pozitiv.

Bazele fizicii moderne

Lucrările de cercetare ale lui Goldstein au adus cu ele bazele fizicii moderne, deoarece demonstrarea existenței razelor de canal a permis formalizarea ideii că atomii s-au mișcat rapid și cu un model specific de mișcare.

Acest tip de noțiune a fost cheia în ceea ce este cunoscut acum ca fizică atomică, adică în domeniul fizicii care studiază comportamentul și proprietățile atomilor în întregime.

Studiul izotopilor

Astfel, analizele lui Goldstein au dat naștere studiului izotopilor, de exemplu, printre multe alte aplicații științifice care sunt în vigoare în prezent.

Cu toate acestea, comunitatea științifică atribuie descoperirea protonului chimistului și fizicianului din Noua Zeelandă Ernest Rutherford la jumătatea anului 1918.

Descoperirea protonului, ca omologă a electronului, a pus bazele construcției modelului atomic pe care îl cunoaștem astăzi.

Referințe

1. Canal Ray Experiment (2016). Recuperat din: byjus.com
2. Modelele atomice și atomice (nd). Recuperat din: recursostic.educacion.es
3. Eugen Goldstein (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Recuperat de la: britannica.com
4. Eugen Goldstein (nd). Recuperat din: chemed.chem.purdue.edu
5. Proton (sf). Havana Cuba. Recuperat din: ecured.cu
6. Wikipedia, Enciclopedia gratuită (2018). Eugen Goldstein. Recuperat de la: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, Enciclopedia gratuită (2018). Tubul Crookes. Recuperat de la: es.wikipedia.org