Eugen Goldstein: atradimai ir įnašai

Eugen Goldstein buvo pirmaujantis vokiečių fizikas, gimęs dabartinėje Lenkijoje 1850 m. Jo mokslinis darbas apima eksperimentus su elektros reiškiniais dujose ir katodų spinduliuose.

„Goldstein“ nustatė, kad protonai egzistuoja kaip lygūs ir priešingi krūviai elektronams. Šis atradimas buvo atliktas eksperimentuojant su katodinių spindulių vamzdeliais, 1886 m.

Vienas iš didžiausių jo palikimų buvo tai, kas dabar yra žinoma kaip protonai, kartu su kanalų spinduliais, taip pat žinomais kaip anodiniai ar teigiami spinduliai.

Ar buvo atominis „Goldstein“ modelis?

Godlsteinas nesiūlė atominio modelio, nors jo atradimai leido plėtoti Thomson atominį modelį.

Kita vertus, jis kartais priskiriamas protonų atradėjui, kurį stebiu vakuuminiuose vamzdeliuose, kur jis stebėjo katodo spindulius. Tačiau Ernestas Rutherfordas laikomas mokslo bendruomenės atradėju.

Eksperimentai su katodiniais spinduliais

Crookes vamzdžiai

„Goldstein“ pradėjo eksperimentuoti su Crookes vamzdžiais per 70-ųjų dešimtmetį, o vėliau pakeitė William Crookes XIX a.

Crookes vamzdžio pagrindinę struktūrą sudaro tuščias stiklas, kurio viduje dujos cirkuliuoja. Dujų slėgis vamzdžio viduje reguliuojamas reguliuojant oro viduje esančių oro evakuaciją.

Aparatas turi dvi metalines dalis, po vieną kiekviename gale, kurios veikia kaip elektrodai, ir abu galai yra prijungti prie išorinių įtampos šaltinių.

Elektrifikuojant vamzdį, oras jonizuoja ir tampa elektros laidininku. Dėl to dujos tampa fluorescuojančiomis, kai grandinė yra uždaryta tarp dviejų vamzdžio galų.

Crookes padarė išvadą, kad šis reiškinys atsirado dėl katodinių spindulių, ty elektronų srauto. Su šiuo eksperimentu buvo įrodyta, kad yra elementarių dalelių, turinčių neigiamą krūvį atomai.

Crookes vamzdžių modifikavimas

„Goldstein“ pakeitė „Crookes“ vamzdžio struktūrą ir į vieną iš vamzdžio metalinių katodų pridėjo keletą perforacijų.

Be to, jis pakartojo eksperimentą su Crookes vamzdžio modifikacija, padidindamas įtampą tarp vamzdžio galų iki kelių tūkstančių voltų.

Pagal šią naują konfigūraciją „Goldstein“ atrado, kad vamzdis spinduliavo naują švytėjimą, kuris prasidėjo nuo perforuoto vamzdžio pabaigos.

Vis dėlto akcentuojama, kad šie spinduliai judėjo priešinga kryptimi ir buvo vadinami kanalų spinduliais.

„Goldstein“ padarė išvadą, kad be katodo spindulių, nukreiptų iš katodo (neigiamo krūvio) į anodą (teigiamas įkrovimas), buvo dar vienas spindulys, einantis priešinga kryptimi, ty nuo anodo iki modifikuoto vamzdžio katodo.

Be to, dalelių elgesys jų elektrinio lauko ir magnetinio lauko atžvilgiu buvo visiškai priešingas katodinių spindulių poveikiui.

Šis naujas srautas buvo pakrikštytas „Goldstein“ kaip kanalų spinduliais. Kadangi kanalų spinduliai nukreipė priešingą katodinių spindulių kryptį, „Goldstein“ padarė išvadą, kad jų elektros įkrovos pobūdis taip pat turi būti priešingas. Tai reiškia, kad kanalų spinduliai turėjo teigiamą krūvį.

Kanalo spinduliai

Kanalų spinduliai atsiranda, kai katodo spinduliai susiduria su dujų, kurie yra uždaromi mėgintuvėlyje, atomais.

Dalys su vienodais mokesčiais atstumiami. Nuo šios bazės katodinės spinduliuotės elektronai atstumia dujų atomų elektronus, ir šie paskutiniai yra atsieti nuo jų pradinės sudėties.

Dujų atomai praranda neigiamą krūvį ir yra teigiamai įkrauti. Šie katijonai yra pritraukti į neigiamą vamzdžio elektrodą, atsižvelgiant į natūralius traukos tarp priešingų elektrinių įkrovimų.

„Goldstein“ vadinosi šiais spinduliais „Kanalstrahlen“, vadindama katodinių spindulių priešininką. Teigiamo krūvio jonai, kurie sudaro kanalų spindulius, pereina į perforuotą katodą, kol jie praeis per jį, atsižvelgiant į eksperimento pobūdį.

Vadinasi, šis fenomenas mokslo pasaulyje žinomas kaip kanalų spinduliai, nes jie praeina per esamą perforaciją tyrimo vamzdelio katode.

Katodinių vamzdžių modifikavimas

Be to, Eugen Godlstein esė taip pat labai prisidėjo prie techninių sąvokų apie katodų spindulius gilinimo.

Eksperimentuojant tuštintus vamzdžius, „Goldstein“ nustatė, kad katodiniai spinduliai gali išspręsti ūminius emisijos šešėlius, statmenus katodo dengiamam plotui.

Šis atradimas buvo labai naudingas modifikuojant iki šiol naudojamų katodų vamzdžių dizainą ir įstumti įgaubtus katodus, kad būtų sukurta sutelkta spinduliuotė, kuri ateityje būtų naudojama įvairiose srityse.

Kita vertus, kanalų spinduliai, dar vadinami anodiniais spinduliais arba teigiamais spinduliais, tiesiogiai priklauso nuo vamzdyje esančių dujų fizinių ir cheminių savybių.

Todėl ryšys tarp elektros įkrovos ir dalelių masės bus skirtingas priklausomai nuo bandymo metu naudojamo dujų pobūdžio.

Šia išvada paaiškėjo faktas, kad dalelės išėjo iš dujų, o ne elektrifikuoto vamzdžio anodas.

Goldsteino įnašai

Pirmieji protono atradimo žingsniai

Remdamasis tikrumu, kad atomų elektrinis įkrovimas yra neutralus, Goldstein ėmėsi pirmųjų žingsnių, kad patikrintų, ar pagrindinės dalelės yra įkraunamos teigiamai.

Šiuolaikinės fizikos pamatai

„Goldstein“ tyrimas su juo atnešė šiuolaikinės fizikos pagrindus, nes kanalų spindulių buvimo demonstravimas leido įteisinti idėją, kad atomai greitai ir su tam tikru judesio modeliu judėjo.

Tokios sąvokos buvo labai svarbios tai, kas dabar vadinama atomine fizika, t. Y. Fizikos sritimi, nagrinėjančia atomų visumą ir savybes.