รังสีขั้วบวก: การค้นพบคุณสมบัติ - กายภาพ - 2026

รังสีขั้วบวกหรือรังสีคลองเรียกว่าบวกเป็นบวก ray คานที่เกิดขึ้นจากไพเพอร์อะตอมหรือโมเลกุล (ไอออนประจุบวก) ซึ่งนำไปขั้วลบในหลอด Crookes

รังสีขั้วบวกเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนที่ไปจากแคโทดไปยังขั้วบวกชนกับอะตอมของก๊าซที่อยู่ในท่อ Crookes

เนื่องจากอนุภาคของเครื่องหมายเดียวกันขับไล่ซึ่งกันและกันอิเล็กตรอนที่ไปยังขั้วบวกจะฉีกอิเล็กตรอนที่อยู่ในเปลือกของอะตอมของก๊าซออกไป

ดังนั้นอะตอมที่ยังคงมีประจุบวกอยู่นั่นคือพวกมันถูกเปลี่ยนเป็นไอออนบวก (ไอออนบวก) จะถูกดึงดูดไปยังแคโทด (ประจุลบ)

การค้นพบ

Eugen Goldstein นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันเป็นผู้ค้นพบพวกเขาโดยสังเกตเห็นพวกเขาเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2429

ต่อมางานที่ดำเนินการเกี่ยวกับรังสีขั้วบวกโดยนักวิทยาศาสตร์ Wilhelm Wien และ Joseph John Thomson ได้สรุปผลการพัฒนามวลสาร

คุณสมบัติ

คุณสมบัติหลักของรังสีขั้วบวกมีดังต่อไปนี้:

- มีประจุบวกค่าของประจุเป็นจำนวนเต็มทวีคูณของประจุของอิเล็กตรอน (1.6 ∙ 10 ^-19 C)

- พวกมันเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงโดยไม่มีสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

- พวกมันเบี่ยงเบนไปต่อหน้าสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเคลื่อนไปยังโซนลบ

- โลหะบาง ๆ สามารถทะลุผ่านได้

- สามารถทำให้ก๊าซแตกตัวเป็นไอออนได้

- ทั้งมวลและประจุของอนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นรังสีแอโนดแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับก๊าซที่อยู่ในหลอด โดยปกติมวลของมันจะเหมือนกับมวลของอะตอมหรือโมเลกุลที่ได้มา

- อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมี

ประวัติเล็กน้อย

ก่อนที่จะมีการค้นพบรังสีแอโนดการค้นพบรังสีแคโทดเกิดขึ้นตลอดปี 1858 และ 1859 การค้นพบนี้เกิดจาก Julius Plückerนักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน

ต่อมาโจเซฟจอห์นทอมสันนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษได้ศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับพฤติกรรมลักษณะและผลกระทบของรังสีแคโทด

ในส่วนของเขา Eugen Goldstein ซึ่งเคยทำการตรวจสอบอื่น ๆ ด้วยรังสีแคโทดเป็นผู้ค้นพบรังสีแอโนด การค้นพบนี้เกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2429 และเขาได้ค้นพบเมื่อเขาตระหนักว่าท่อระบายที่มีแคโทดเจาะรูก็ปล่อยแสงที่ส่วนท้ายของแคโทดด้วย

ด้วยวิธีนี้เขาค้นพบว่านอกจากรังสีแคโทดแล้วยังมีรังสีอื่น ๆ อีกด้วย: รังสีแอโนด; สิ่งเหล่านี้กำลังเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม เนื่องจากรังสีเหล่านี้ผ่านรูหรือช่องในแคโทดเขาจึงตัดสินใจเรียกมันว่ารังสีแชนแนล

อย่างไรก็ตามไม่ใช่เขา แต่เป็นวิลเฮล์มวีนซึ่งต่อมาได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับรังสีแอโนดอย่างกว้างขวาง Wien ร่วมกับโจเซฟจอห์นทอมสันลงเอยด้วยการสร้างพื้นฐานสำหรับมวลสาร

การค้นพบรังสีแอโนดของ Eugen Goldstein ถือเป็นเสาหลักสำหรับการพัฒนาฟิสิกส์ร่วมสมัยในเวลาต่อมา

ด้วยการค้นพบรังสีแอโนดทำให้กลุ่มอะตอมที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วและเป็นระเบียบเริ่มมีขึ้นเป็นครั้งแรกแอปพลิเคชันนี้มีความอุดมสมบูรณ์มากสำหรับสาขาต่างๆของฟิสิกส์อะตอม

หลอดรังสีขั้วบวก

ในการค้นพบรังสีแอโนดโกลด์สไตน์ใช้ท่อระบายที่มีรูพรุนของแคโทด กระบวนการโดยละเอียดที่จะเกิดรังสีขั้วบวกในท่อระบายก๊าซมีดังต่อไปนี้

ด้วยการใช้ความต่างศักย์ขนาดใหญ่หลายพันโวลต์กับหลอดสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจะเร่งไอออนจำนวนน้อยที่มีอยู่ในก๊าซเสมอและสร้างขึ้นโดยกระบวนการทางธรรมชาติเช่นกัมมันตภาพรังสี

ไอออนที่ถูกเร่งเหล่านี้จะชนกับอะตอมของก๊าซทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากตัวและสร้างไอออนบวกมากขึ้น ไอออนและอิเล็กตรอนเหล่านี้จะโจมตีอะตอมมากขึ้นอีกครั้งทำให้เกิดไอออนบวกมากขึ้นในปฏิกิริยาลูกโซ่

ไอออนบวกจะถูกดึงดูดไปยังขั้วลบและบางส่วนจะผ่านรูในแคโทด เมื่อถึงแคโทดพวกมันได้เร่งเร็วพอที่จะชนกับอะตอมและโมเลกุลอื่น ๆ ในก๊าซพวกมันกระตุ้นสิ่งมีชีวิตให้มีระดับพลังงานสูงขึ้น

เมื่อสิ่งมีชีวิตเหล่านี้กลับสู่ระดับพลังงานเดิมอะตอมและโมเลกุลจะปลดปล่อยพลังงานที่ได้รับมาก่อนหน้านี้ พลังงานถูกปล่อยออกมาในรูปของแสง

กระบวนการผลิตแสงนี้เรียกว่าการเรืองแสงทำให้เกิดการเรืองแสงขึ้นในบริเวณที่ไอออนโผล่ออกมาจากขั้วลบ

โปรตอน

แม้ว่าโกลด์สไตน์จะได้รับโปรตอนจากการทดลองของเขาด้วยรังสีแอโนด แต่ความจริงก็คือไม่ใช่เขาที่ให้เครดิตกับการค้นพบโปรตอนเนื่องจากเขาไม่สามารถระบุได้อย่างถูกต้อง

โปรตอนเป็นอนุภาคที่เบาที่สุดของอนุภาคบวกที่ผลิตในหลอดรังสีแอโนด โปรตอนเกิดขึ้นเมื่อหลอดถูกชาร์จด้วยก๊าซไฮโดรเจน ด้วยวิธีนี้เมื่อไฮโดรเจนแตกตัวเป็นไอออนและสูญเสียอิเล็กตรอนไปจะได้รับโปรตอน

โปรตอนมีมวล 1.67 ∙ 10 ^-24 g ใกล้เคียงกับอะตอมของไฮโดรเจนและมีประจุเหมือนกัน แต่มีเครื่องหมายตรงกันข้ามกับอิเล็กตรอน นั่นคือ 1.6 ∙ ^10-19 C.

มวลสาร

แมสสเปกโตรเมตรีซึ่งพัฒนาขึ้นจากการค้นพบรังสีแอโนดเป็นขั้นตอนการวิเคราะห์ที่ช่วยในการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของโมเลกุลของสารโดยพิจารณาจากมวลของสาร

ช่วยให้ทั้งสองรู้จักสารประกอบที่ไม่รู้จักนับสารประกอบที่รู้จักตลอดจนทราบคุณสมบัติและโครงสร้างของโมเลกุลของสาร

ในส่วนของมันสเปกโตรมิเตอร์มวลเป็นอุปกรณ์ที่สามารถวิเคราะห์โครงสร้างของสารประกอบทางเคมีและไอโซโทปที่แตกต่างกันได้อย่างแม่นยำ

เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลช่วยให้สามารถแยกนิวเคลียสของอะตอมโดยอาศัยความสัมพันธ์ระหว่างมวลและประจุ

อ้างอิง

1. 1. Anodic ray (nd) บน Wikipedia สืบค้นเมื่อวันที่ 19 เมษายน 2018 จาก es.wikipedia.org.
   2. รังสีแอโนด (nd) บน Wikipedia สืบค้นเมื่อวันที่ 19 เมษายน 2018 จาก en.wikipedia.org.
   3. สเปกโตรมิเตอร์มวล (nd) บน Wikipedia สืบค้นเมื่อวันที่ 19 เมษายน 2018 จาก es.wikipedia.org.
   4. เกรย์สันไมเคิลเอ (2002). การวัดมวล: จากรังสีบวกไปจนถึงโปรตีน ฟิลาเดลเฟีย: Chemical Heritage Press
   5. เกรย์สันไมเคิลเอ (2002). การวัดมวล: จากรังสีบวกไปจนถึงโปรตีน ฟิลาเดลเฟีย: Chemical Heritage Press
   6. ทอมสัน JJ (2464) การแผ่รังสีของกระแสไฟฟ้าบวกและการประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์ทางเคมี (พ.ศ. 2464)
   7. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). ฟิสิกส์และเคมี. เอเวอเรสต์