Scoperta dei raggi anodici, proprietà

il Canali raggi o raggi anodici, detti anche positivi, sono raggi di raggi positivi costituiti da cationi atomici o molecolari (ioni con carica positiva) diretti verso l'elettrodo negativo in un tubo di Crookes.

I raggi anodici hanno origine quando gli elettroni che vanno dal catodo all'anodo si scontrano con gli atomi del gas racchiuso nel tubo di Crookes.

Come le particelle dello stesso segno respingono, gli elettroni che vanno verso l'anodo avviano gli elettroni presenti nella crosta degli atomi di gas.

Quindi, gli atomi che sono rimasti carichi positivamente - cioè, sono stati trasformati in ioni positivi (cationi) - sono attratti dal catodo (con una carica negativa).

indice

• 1 Scoperta
• 2 proprietà
• 3 Un po 'di storia
  • 3.1 Il tubo a raggi anodici
  • 3.2 Il protone
  • 3.3 Spettrometria di massa
• 4 riferimenti

scoperta

Fu il fisico tedesco Eugen Goldstein a scoprirli, osservandoli per la prima volta nel 1886.

Successivamente, il lavoro svolto sui raggi anodici dagli scienziati Wilhelm Wien e Joseph John Thomson finì per assumere lo sviluppo della spettrometria di massa.

proprietà

Le principali proprietà dei raggi anodici sono le seguenti:

- Hanno una carica positiva, il valore della loro carica è un multiplo della carica elettronica (1,6 ∙ 10^-19 C).

- Si muovono in linea retta in assenza di campi elettrici e campi magnetici.

- Deviano in presenza di campi elettrici e campi magnetici, spostandosi verso la zona negativa.

- Possono penetrare strati sottili di metalli.

- Possono ionizzare i gas.

- Sia la massa che la carica delle particelle che costituiscono i raggi anodici variano a seconda del gas racchiuso nel tubo. Normalmente la sua massa è identica alla massa degli atomi o delle molecole da cui derivano.

- Possono causare cambiamenti fisici e chimici.

Un po 'di storia

Prima della scoperta dei raggi anodici avvenne la scoperta dei raggi catodici, avvenuta negli anni 1858 e 1859. La scoperta è dovuta a Julius Plücker, matematico e fisico di origine tedesca.

Più tardi, fu il fisico inglese Joseph John Thomson a studiare in profondità il comportamento, le caratteristiche e gli effetti dei raggi catodici.

Da parte sua, Eugen Goldstein - che in precedenza aveva fatto altre ricerche con i raggi catodici - fu colui che scoprì i raggi anodici. La scoperta avvenne nel 1886 e se ne accorse quando realizzò che i tubi di scarico con il catodo perforato emettevano anche luce all'estremità del catodo.

In questo modo scoprì che, oltre ai raggi catodici, c'erano altri raggi: i raggi anodici; questi si muovevano nella direzione opposta. Mentre questi raggi passavano attraverso i fori o canali nel catodo, decise di chiamarli raggi del canale.

Tuttavia, non fu lui, ma Wilhelm Wien, che in seguito fece ampi studi sui raggi anodici. Vienna, insieme a Joseph John Thomson, ha finito per stabilire le basi della spettrometria di massa.

La scoperta di raggi anodici di Eugen Goldstein fu un pilastro fondamentale per il successivo sviluppo della fisica contemporanea.

Grazie alla scoperta dei raggi anodici, per la prima volta furono disposti sciami di atomi in un movimento rapido e ordinato, la cui applicazione fu molto fertile per i diversi rami della fisica atomica.

Il tubo a raggi anodici

Nella scoperta dei raggi anodici, Goldstein usava un tubo di scarico che aveva un catodo perforato. Il processo dettagliato mediante il quale i raggi anodici sono formati in un tubo di scarico del gas è quello descritto di seguito.

Applicando una grande differenza potenziale di parecchie migliaia di volt al tubo, il campo elettrico che viene creato accelera il piccolo numero di ioni che sono sempre presenti in un gas e che sono creati da processi naturali come la radioattività.

Questi ioni accelerati si scontrano con gli atomi del gas, strappando loro gli elettroni e creando ioni più positivi. A loro volta questi ioni ed elettroni attaccano di nuovo più atomi, creando più ioni positivi in ​​quella che è una reazione a catena.

Gli ioni positivi sono attratti dal catodo negativo e alcuni passano attraverso i fori nel catodo. Quando raggiungono il catodo, hanno già accelerato a una velocità tale che, quando entrano in collisione con altri atomi e molecole del gas, eccitano la specie a livelli energetici più elevati.

Quando queste specie ritornano ai loro livelli energetici originali, gli atomi e le molecole rilasciano l'energia che avevano precedentemente guadagnato; l'energia viene emessa sotto forma di luce.

Questo processo di produzione della luce, chiamato fluorescenza, provoca l'apparizione di una luminosità nella regione in cui gli ioni emergono dal catodo.

Il protone

Sebbene Goldstein abbia ottenuto protoni con i suoi esperimenti con raggi anodici, non è a lui che viene attribuita la scoperta del protone, dal momento che non è stato in grado di identificarlo correttamente.

Il protone è la particella più leggera delle particelle positive prodotte in tubi a raggi anodici. Il protone viene prodotto quando il tubo viene caricato con gas idrogeno. In questo modo, quando l'idrogeno viene ionizzato e perde il suo elettrone, si ottengono protoni.

Il protone ha una massa di 1,67 ∙ 10^-24 g, quasi uguale a quello dell'atomo di idrogeno, e ha la stessa carica ma il segno opposto che ha l'elettrone; cioè 1,6 ∙ 10^-19 C.

Spettrometria di massa

La spettrometria di massa, sviluppata dalla scoperta dei raggi anodici, è una procedura analitica che consente di studiare la composizione chimica delle molecole di una sostanza in base alla sua massa.

Permette sia di riconoscere composti sconosciuti, di contare composti conosciuti, sia di conoscere le proprietà e la struttura delle molecole di una sostanza.

Da parte sua, lo spettrometro di massa è un dispositivo con il quale la struttura di diversi composti chimici e isotopi può essere analizzata in modo molto preciso.

Lo spettrometro di massa consente di separare i nuclei atomici in base alla relazione tra massa e carica.

riferimenti

1. 1. Raggio anodico (n.d.) In Wikipedia Estratto il 19 aprile 2018 da es.wikipedia.org.
   2. Raggio anodo (n.d.). In Wikipedia Estratto il 19 aprile 2018 da en.wikipedia.org.
   3. Spettrometro di massa (n.d.). In Wikipedia Estratto il 19 aprile 2018 da es.wikipedia.org.
   4. Grayson, Michael A. (2002).Misurazione della massa: dai raggi positivi alle proteine. Philadelphia: Chemical Heritage Press
   5. Grayson, Michael A. (2002).Misurazione della massa: dai raggi positivi alle proteine. Philadelphia: Chemical Heritage Press.
   6. Thomson, J. J. (1921).Raggi di elettricità positiva e loro applicazione all'analisi chimica (1921)
   7. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005).Fisica e Chimica. Everest