De razele anodice sau razele canal , numite pozitive, sunt raze pozitive fascicule formate de cationi atomice sau moleculare (ioni încărcați pozitiv) , care sunt îndreptate spre electrodul negativ într - un tub Crookes.
Razele anodice își au originea atunci când electronii care pleacă de la catod spre anod, se ciocnesc cu atomii gazului închis în tubul Crookes.
Pe măsură ce particulele aceluiași semn se resping reciproc, electronii care se îndreaptă spre anod sfâșie electronii prezenți în crusta atomilor de gaz.
Astfel, atomii care au rămas încărcați pozitiv - adică au fost transformați în ioni (cationi) pozitivi - sunt atrași de catod (încărcați negativ).
Descoperire
Fizicianul german Eugen Goldstein le-a descoperit, observându-le pentru prima dată în 1886.
Ulterior, lucrările efectuate pe razele de anod de către oamenii de știință Wilhelm Wien și Joseph John Thomson au sfârșit prin a presupune dezvoltarea spectrometriei de masă.
Proprietăți
Principalele proprietăți ale razelor anodice sunt următoarele:
- Au o sarcină pozitivă, valoarea încărcării lor fiind un număr întreg multiplu al încărcării electronului (1,6 ∙ 10 -19 C).
- Se mișcă în linie dreaptă în absența câmpurilor electrice și a câmpurilor magnetice.
- Deviază în prezența câmpurilor electrice și a câmpurilor magnetice, deplasându-se spre zona negativă.
- Straturile subțiri de metale pot pătrunde.
- Pot ioniza gaze.
- Atât masa cât și încărcarea particulelor care alcătuiesc razele anodice variază în funcție de gazul închis în tub. În mod normal, masa lor este identică cu masa atomilor sau moleculelor de la care sunt derivați.
- Pot provoca modificări fizice și chimice.
Puțin istorie
Înainte de descoperirea razelor anodice, a avut loc descoperirea razelor catodice, care a avut loc de-a lungul anilor 1858 și 1859. Descoperirea se datorează lui Julius Plücker, matematician și fizician german.
Ulterior, fizicianul englez Joseph John Thomson a studiat în profunzime comportamentul, caracteristicile și efectele razelor catodice.
La rândul său, Eugen Goldstein - care a efectuat anterior alte investigații cu raze catodice - a fost cel care a descoperit raze de anod. Descoperirea a avut loc în 1886 și a făcut-o când a dat seama că tuburile de descărcare cu catodul perforat emit de asemenea lumină la capătul catodului.
În acest fel, el a descoperit că, pe lângă razele catodice, existau și alte raze: raze de anod; acestea se deplasau în direcția opusă. Deoarece aceste raze treceau prin găurile sau canalele din catod, el a decis să le numească raze de canal.
Cu toate acestea, nu Wilhelm Wien a făcut ulterior studii ample asupra razelor anodice. Wien, împreună cu Joseph John Thomson, au sfârșit prin a stabili baza spectrometriei de masă.
Descoperirea lui Rayen de anod a lui Eugen Goldstein a constituit un pilon fundamental pentru dezvoltarea ulterioară a fizicii contemporane.
Datorită descoperirii razelor anodice, roiurile de atomi în mișcare rapidă și ordonată au devenit disponibile pentru prima dată, a căror aplicare a fost foarte fertilă pentru diferite ramuri ale fizicii atomice.
Tubul cu raze anodice
În descoperirea razelor de anod, Goldstein a folosit un tub de descărcare care avea catodul perforat. Procesul detaliat prin care se formează raze anodice într-un tub de descărcare de gaze este următorul.
Prin aplicarea unei diferențe de potențial mare de câteva mii de volți pe tub, câmpul electric creat este accelerează numărul mic de ioni care sunt întotdeauna prezenți într-un gaz și care sunt creați prin procese naturale precum radioactivitatea.
Acești ioni accelerați se ciocnesc cu atomii de gaz, smulgând electroni din ei și creând ioni mai pozitivi. Acești ioni și electroni, la rândul lor, atacă din nou mai mulți atomi, creând mai mulți ioni pozitivi în ceea ce este o reacție în lanț.
Ionii pozitivi sunt atrași de catodul negativ și unii trec prin găuri în catod. În momentul în care ajung la catod, acestea au accelerat deja destul de repede încât, atunci când se ciocnesc cu alți atomi și molecule din gaz, ele excită specia la niveluri mai mari de energie.
Când aceste specii revin la nivelul lor de energie inițial, atomii și moleculele eliberează energia pe care o câștigaseră anterior; energia este emisă sub formă de lumină.
Acest proces de producție ușoară, numit fluorescență, determină să apară o strălucire în regiunea în care ionii ies din catod.
Protonul
Deși Goldstein a obținut protoni cu experimentele sale cu raze de anod, adevărul este că nu el este credit cu descoperirea protonului, deoarece nu a fost capabil să-l identifice corect.
Protonul este cea mai ușoară particulă a particulelor pozitive produse în tuburile cu raze anodice. Protonul este produs atunci când tubul este încărcat cu gaz de hidrogen. În acest fel, când hidrogenul ionizează și își pierde electronul, se obțin protoni.
Protonul are o masă de 1,67 ∙ 10 -24 g, aproape aceeași cu cea a atomului de hidrogen și are aceeași încărcare, dar cu semnul opus ca cel al electronului; adică 1,6 ∙ 10 -19 C.
Spectrometrie de masa
Spectrometria de masă, dezvoltată de la descoperirea razelor anodice, este o procedură analitică care permite studierea compoziției chimice a moleculelor unei substanțe pe baza masei acestora.
Permite atât recunoașterea compușilor necunoscuți, numărarea compușilor cunoscuți, cât și cunoașterea proprietăților și structurii moleculelor unei substanțe.
La rândul său, spectrometrul de masă este un dispozitiv cu ajutorul căruia structura diferiților compuși chimici și izotopi poate fi analizată într-un mod foarte precis.
Spectrometrul de masă permite separarea nucleelor atomice pe baza relației dintre masă și încărcare.
Referințe
-
- Raza anodică (nd). Pe Wikipedia. Preluat pe 19 aprilie 2018, de pe es.wikipedia.org.
- Raza de anod (nd). Pe Wikipedia. Preluat pe 19 aprilie 2018, de pe en.wikipedia.org.
- Spectrometru de masă (nd). Pe Wikipedia. Preluat pe 19 aprilie 2018, de pe es.wikipedia.org.
- Grayson, Michael A. (2002). Masurarea masei: de la razele pozitive la proteine. Philadelphia: Chemical Heritage Press
- Grayson, Michael A. (2002). Masurarea masei: de la razele pozitive la proteine. Philadelphia: Chemical Heritage Press.
- Thomson, JJ (1921). Razele de electricitate pozitivă și aplicarea lor la analize chimice (1921)
- Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fizică și chimie. Everest