De anodestralen of kanaalstralen, Ook wel positief genoemd, het zijn positieve straalbundels die bestaan uit atomaire of moleculaire kationen (positief geladen ionen) die naar de negatieve elektrode in een Crookes-buis zijn gericht..
De anodische stralen ontstaan wanneer de elektronen die van de kathode naar de anode gaan, in botsing komen met de atomen van het gas dat is ingesloten in de Crookes-buis..
Omdat deeltjes van hetzelfde teken elkaar afstoten, scheuren de elektronen die naar de anode gaan de elektronen weg die aanwezig zijn in de korst van gasatomen..
De atomen die positief geladen zijn gebleven - dat wil zeggen, ze zijn omgezet in positieve ionen (kationen) - worden aangetrokken door de kathode (negatief geladen).
Artikel index
Het was de Duitse natuurkundige Eugen Goldstein die ze ontdekte en ze voor het eerst observeerde in 1886.
Vervolgens ging het werk dat door de wetenschappers Wilhelm Wien en Joseph John Thomson aan anodische stralen werd uitgevoerd, uit van de ontwikkeling van massaspectrometrie..
De belangrijkste eigenschappen van anodische stralen zijn de volgende:
- Ze hebben een positieve lading, de waarde van hun lading is een geheel veelvoud van de lading van het elektron (1,6 ∙ 10-19 C).
- Ze bewegen in een rechte lijn in afwezigheid van elektrische velden en magnetische velden.
- Ze wijken af in de aanwezigheid van elektrische velden en magnetische velden, in de richting van de negatieve zone.
- Kan dunne metaallagen binnendringen.
- Ze kunnen gassen ioniseren.
- Zowel de massa als de lading van de deeltjes waaruit de anodestralen bestaan, variëren afhankelijk van het gas dat zich in de buis bevindt. Normaal gesproken is hun massa identiek aan de massa van de atomen of moleculen waarvan ze zijn afgeleid..
- Ze kunnen fysieke en chemische veranderingen veroorzaken.
Voorafgaand aan de ontdekking van anodische stralen vond de ontdekking van kathodestralen plaats, die plaatsvond in de jaren 1858 en 1859. De ontdekking is te danken aan Julius Plücker, een wiskundige en natuurkundige van Duitse afkomst..
Later was het de Engelse natuurkundige Joseph John Thomson die het gedrag, de kenmerken en de effecten van kathodestralen grondig bestudeerde.
Van zijn kant was Eugen Goldstein - die eerder andere onderzoeken met kathodestralen had gedaan - degene die anodestralen ontdekte. De ontdekking vond plaats in 1886 en hij deed het toen hij zich realiseerde dat de ontladingsbuizen met de geperforeerde kathode ook licht uitstraalden aan het uiteinde van de kathode..
Zo ontdekte hij dat er naast kathodestralen nog andere stralen waren: anodestralen; deze bewogen zich in de tegenovergestelde richting. Omdat deze stralen door de gaten of kanalen in de kathode gingen, besloot hij ze kanaalstralen te noemen..
Het was echter niet hij, maar Wilhelm Wien die later uitgebreid onderzoek deed naar anodestralen. Wien legde samen met Joseph John Thomson de basis voor massaspectrometrie.
Eugen Goldsteins ontdekking over anodestralen vormde een fundamentele pijler voor de latere ontwikkeling van de hedendaagse fysica..
Dankzij de ontdekking van anodestralen kwamen voor het eerst zwermen atomen in snelle en ordelijke beweging beschikbaar, waarvan de toepassing zeer vruchtbaar was voor verschillende takken van de atoomfysica..
Bij de ontdekking van anodestralen gebruikte Goldstein een ontladingsbuis waarvan de kathode was geperforeerd. Het gedetailleerde proces waarmee anodische stralen worden gevormd in een gasontladingsbuis is als volgt.
Door een groot potentiaalverschil van enkele duizenden volts op de buis aan te leggen, versnelt het opgewekte elektrische veld het kleine aantal ionen dat altijd in een gas aanwezig is en die worden gecreëerd door natuurlijke processen zoals radioactiviteit..
Deze versnelde ionen botsen met atomen in het gas, scheuren elektronen eruit en creëren meer positieve ionen. Deze ionen en elektronen vallen op hun beurt weer meer atomen aan, waardoor er meer positieve ionen ontstaan in wat een kettingreactie is..
Positieve ionen worden aangetrokken door de negatieve kathode en sommige gaan door gaten in de kathode. Tegen de tijd dat ze de kathode bereiken, zijn ze al snel genoeg versneld dat wanneer ze botsen met andere atomen en moleculen in het gas, ze de soort tot hogere energieniveaus prikkelen..
Wanneer deze soorten terugkeren naar hun oorspronkelijke energieniveau, geven de atomen en moleculen de energie vrij die ze eerder hadden opgedaan; energie wordt uitgezonden in de vorm van licht.
Dit proces van lichtproductie, fluorescentie genaamd, veroorzaakt een gloed in het gebied waar de ionen uit de kathode komen.
Hoewel Goldstein protonen heeft verkregen met zijn experimenten met anodische stralen, is de waarheid dat hij niet degene is aan wie de ontdekking van het proton wordt toegeschreven, omdat hij het niet correct kon identificeren..
Het proton is de lichtste van de positieve deeltjes die in anodestraalbuizen worden geproduceerd. Het proton wordt geproduceerd wanneer de buis wordt gevuld met waterstofgas. Op deze manier worden protonen verkregen wanneer waterstof ioniseert en zijn elektron verliest..
Het proton heeft een massa van 1,67 ∙ 10-24 g, bijna hetzelfde als dat van het waterstofatoom, en heeft dezelfde lading maar met het tegenovergestelde teken als dat van het elektron; dat wil zeggen, 1,6 ∙ 10-19 C.
Massaspectrometrie, ontwikkeld op basis van de ontdekking van anodische straling, is een analytische procedure waarmee de chemische samenstelling van de moleculen van een stof op basis van hun massa kan worden bestudeerd..
Het stelt beide in staat om onbekende verbindingen te herkennen, om verbindingen te tellen die bekend zijn, en om de eigenschappen en structuur van de moleculen van een stof te kennen.
De massaspectrometer is op zijn beurt een apparaat waarmee de structuur van verschillende chemische verbindingen en isotopen zeer nauwkeurig kan worden geanalyseerd..
De massaspectrometer maakt de scheiding van atoomkernen mogelijk op basis van de relatie tussen massa en lading.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.