קרן אנודית או קרן תעלה , הנקראת גם חיובי, הם ray החיובי קורות נוצרה על ידי קטיונים אטומיים או מולקולריים (יונים בעלי מטען חשמלי חיובי) אשר מופנים כלפי האלקטרודה השלילית בתוך שפופרת קרוקס.
מקורן של קרני האנודה כאשר האלקטרונים העוברים מהקתודה לכיוון האנודה, מתנגשים עם אטומי הגז הסגור בצינור קרוקס.
כאשר החלקיקים של אותו סימן דוחים זה את זה, האלקטרונים שהולכים לכיוון האנודה קורעים את האלקטרונים הקיימים בקרום אטומי הגז.
לפיכך האטומים שנשארו טעונים חיוביים - כלומר הם הוסבו ליונים חיוביים (קטיונים) - נמשכים לקתודה (טעונים שלילית).
תַגלִית
היה זה הפיזיקאי הגרמני אויגן גולדשטיין שגילה אותם, כשהוא מתבונן בהם לראשונה בשנת 1886.
מאוחר יותר העבודות שבוצעו על קרני אנודיקה על ידי המדענים וילהלם וינה וג'וזף ג'ון תומסון, בסופו של דבר הניחו פיתוח של ספקטרומטריה המונית.
נכסים
המאפיינים העיקריים של קרניים אנודיות הם הבאים:
- יש להם מטען חיובי, כאשר ערך המטען שלהם הוא כפל מספר שלם של המטען של האלקטרון (1.6 ∙ 10 -19 C).
- הם נעים בקו ישר בהיעדר שדות חשמליים ושדות מגנטיים.
- הם סוטים בנוכחות שדות חשמליים ושדות מגנטיים, נעים לעבר האזור השלילי.
- שכבות דקות של מתכות יכולות לחדור.
הם יכולים ליינן גזים.
- הן המסה והן המטען של החלקיקים המרכיבים את קרני האנודה משתנים בהתאם לגז הסגור בצינור. בדרך כלל המסה שלהם זהה למסת האטומים או המולקולות שמהם הם נגזרים.
הם יכולים לגרום לשינויים פיזיקליים וכימיים.
קצת היסטוריה
לפני גילוי קרני האנודה התגלה גילוי קרני הקתודה שהתרחשה לאורך השנים 1858 ו- 1859. התגלית נובעת מג'וליוס פלוקר, מתמטיקאי ופיזיקאי גרמני.
מאוחר יותר היה זה הפיזיקאי האנגלי ג'וזף ג'ון תומסון שחקר לעומק את ההתנהגות, המאפיינים וההשפעות של קרני הקתודה.
מצידו, אויגן גולדשטיין - שקודם לכן ביצע חקירות אחרות עם קרני קתודה - היה זה שגילה קרני אנודה. הגילוי התרחש בשנת 1886 והוא התרחש כשהבין כי צינורות פריקה עם הקתודה המחוררת פולטים גם אור בסוף הקתודה.
באופן זה גילה שבנוסף לקרני הקתודה היו קרניים נוספות: קרני האנודה; אלה נעו בכיוון ההפוך. מכיוון שקרניים אלה עברו דרך החורים או התעלות בקתודה, הוא החליט לקרוא להם קרני תעלה.
עם זאת, הוא לא היה זה אלא ווילהלם וינה שעשה לימים מחקרים מקיפים על קרני האנודה. וינה, יחד עם ג'וזף ג'ון תומסון, בסופו של דבר הקימו את הבסיס לספקטרומטריה המונית.
הגילוי של קרן האנודה של אוגן גולדשטיין היווה נדבך בסיסי להתפתחות מאוחרת יותר של הפיזיקה בת זמננו.
הודות לגילוי קרני האנודה, נחילי אטומים בתנועה מהירה ומסודרת הפכו לראשונה לזמינים אשר יישוםם היה פורה מאוד לענפים שונים בפיזיקה אטומית.
צינור הקרניים האנודיות
בגילוי קרני האנודה השתמש גולדשטיין בצינור פריקה שהקתודה מחוררת. התהליך המפורט בו נוצרים קרניים אנודיות בצינור פריקת הגז הוא כדלקמן.
על ידי יישום הפרש פוטנציאל גדול של כמה אלפי וולט על הצינור, השדה החשמלי שנוצר מאיץ את המספר הקטן של היונים שנמצאים תמיד בגז ונוצרים על ידי תהליכים טבעיים כמו רדיואקטיביות.
יוני מואץ אלה מתנגשים באטומי הגז, קורעים מהם אלקטרונים ויוצרים יוני חיובי יותר. יוני ואלקטרונים אלה תוקפים שוב יותר אטומים ויוצרים יוני חיובי יותר במה שהיא תגובת שרשרת.
יונים חיוביים נמשכים לקתודה השלילית וחלקם עוברים דרך חורים בקתודה. כשהם פגעו בקתודה הם כבר האיצו די מהר שכאשר הם מתנגשים באטומים ומולקולות אחרות בגז, הם מרגשים את המין לרמות אנרגיה גבוהות יותר.
כאשר מינים אלה חוזרים לרמות האנרגיה המקוריות שלהם, האטומים והמולקולות משחררים את האנרגיה שהשיג בעבר; אנרגיה נפלטת בצורת אור.
תהליך ייצור אור זה, הנקרא פלואורסצנט, גורם להופעת זוהר באזור בו היונים יוצאים מהקתודה.
הפרוטון
למרות שגולדשטיין השיג פרוטונים בניסיונותיו עם קרני האנודה, האמת היא שלא זה אשר זוכה בזכות גילוי הפרוטון, מכיוון שלא הצליח לזהות אותו נכון.
הפרוטון הוא החלקיק הקל ביותר של החלקיקים החיוביים המיוצרים בצינורות קרניים של האנודה. הפרוטון מיוצר כאשר הצינור נטען בגז מימן. בדרך זו, כאשר מימן מיינן ומאבד את האלקטרון שלו, מתקבלים פרוטונים.
לפרוטון יש מסה של 1.67 ∙ 10-24 גרם, כמעט זהה לזו של אטום המימן, והיא בעלת מטען זהה אך עם הסימן ההפוך לזה של האלקטרון; כלומר 1.6 ∙ 10 -19 C.
ספקטרומטר מסה
ספקטרומטריה המונית, שפותחה מגילוי קרניים אנודיות, היא הליך אנליטי המאפשר לימוד ההרכב הכימי של המולקולות של חומר על בסיס המסה שלהם.
זה מאפשר לשניהם להכיר תרכובות לא ידועות, לספור תרכובות ידועות, כמו גם לדעת את התכונות והמבנה של המולקולות של חומר.
מצדו, הספקטרומטר המוני הוא מכשיר איתו ניתן לנתח את מבנה התרכובות הכימיות והאיזוטופים השונים בצורה מדויקת מאוד.
הספקטרומטר המוני מאפשר הפרדה של גרעינים אטומיים על בסיס הקשר בין מסה ומטען.
הפניות
-
- קרן אנודה (nd). בויקיפדיה. הוחזר ב -19 באפריל 2018 מ- es.wikipedia.org.
- קרן האנודה (nd). בויקיפדיה. הוחזר ב -19 באפריל 2018 מ- en.wikipedia.org.
- ספקטרומטר המוני (nd). בויקיפדיה. הוחזר ב -19 באפריל 2018 מ- es.wikipedia.org.
- גרייסון, מייקל א '(2002). מדידת המסה: מקרניים חיוביות לחלבונים. פילדלפיה: הוצאת המורשת הכימית
- גרייסון, מייקל א '(2002). מדידת המסה: מקרניים חיוביות לחלבונים. פילדלפיה: הוצאת המורשת הכימית.
- תומסון, ג'יי ג'יי (1921). קרני חשמל חיוביות ויישומן לניתוחים כימיים (1921)
- פידאלגו סאנצ'ס, חוסה אנטוניו (2005). פיזיקה וכימיה . אוורסט