The sinar anodik atau sinar terusan , juga dikenali sebagai positif, adalah ray positif rasuk dibentuk oleh kation atom atau molekul (ion bercas positif) untuk mengarah elektrod negatif dalam tiub Crookes.
Sinar anodik berasal apabila elektron yang bergerak dari katod ke arah anoda, bertembung dengan atom gas yang tertutup dalam tiub Crookes.
Oleh kerana zarah-zarah dari tanda yang sama saling tolak, elektron yang menuju ke anoda merobek elektron yang terdapat di dalam kerak atom gas.
Oleh itu, atom yang tetap bermuatan positif - iaitu, ia telah berubah menjadi ion positif (kation) - tertarik ke katod (bermuatan negatif).
Penemuan
Ahli fizik Jerman Eugen Goldstein yang menjumpainya, memerhatikan mereka untuk pertama kalinya pada tahun 1886.
Kemudian, kerja yang dilakukan pada sinar anodik oleh saintis Wilhelm Wien dan Joseph John Thomson akhirnya mengandaikan perkembangan spektrometri massa.
Hartanah
Sifat utama sinar anodik adalah berikut:
- Mereka mempunyai cas positif, nilai casnya menjadi gandaan bilangan bulat bagi cas elektron (1.6 ∙ 10 -19 C).
- Mereka bergerak dalam garis lurus tanpa adanya medan elektrik dan medan magnet.
- Mereka menyimpang di hadapan medan elektrik dan medan magnet, bergerak menuju zon negatif.
- Lapisan logam nipis dapat menembusi.
- Mereka dapat mengionkan gas.
- Kedua-dua jisim dan muatan zarah-zarah yang membentuk sinar anodik berbeza-beza bergantung pada gas yang tertutup dalam tiub. Biasanya jisimnya sama dengan jisim atom atau molekul dari mana ia berasal.
- Mereka boleh menyebabkan perubahan fizikal dan kimia.
Sedikit sejarah
Sebelum penemuan sinar anod, penemuan sinar katod berlaku, yang berlaku sepanjang tahun 1858 dan 1859. Penemuan ini disebabkan oleh Julius Plücker, seorang ahli matematik dan ahli fizik Jerman.
Kemudian, ahli fizik Inggeris Joseph John Thomson yang mengkaji secara mendalam tingkah laku, ciri dan kesan sinar katod.
Bagi pihaknya, Eugen Goldstein - yang sebelumnya telah melakukan penyelidikan lain dengan sinar katod - adalah orang yang menemukan sinar anod. Penemuan itu berlaku pada tahun 1886 dan dia membuatnya ketika menyedari bahawa tiub pelepasan dengan katod berlubang juga memancarkan cahaya di hujung katod.
Dengan cara ini dia mendapati bahawa, selain sinar katod, ada sinar lain: sinar anod; ini bergerak ke arah yang bertentangan. Oleh kerana sinar ini melewati lubang atau saluran di katod, dia memutuskan untuk memanggilnya sebagai saluran sinar.
Namun, bukan dia tetapi Wilhelm Wien yang kemudian membuat kajian ekstensif mengenai sinar anod. Wien, bersama dengan Joseph John Thomson, akhirnya menjadi asas untuk spektrometri massa.
Penemuan sinar anoda oleh Eugen Goldstein merupakan tonggak asas untuk perkembangan fizik kontemporari.
Berkat penemuan sinar anoda, sekumpulan atom dalam pergerakan pantas dan teratur mula-mula tersedia, aplikasi yang sangat subur untuk pelbagai cabang fizik atom.
Tiub sinar anodik
Dalam penemuan sinar anod, Goldstein menggunakan tabung pelepasan yang mempunyai katod berlubang. Proses terperinci di mana sinar anodik terbentuk dalam tiub pelepasan gas adalah seperti berikut.
Dengan menerapkan perbezaan potensi besar beberapa ribu volt pada tiub, medan elektrik yang dihasilkan mempercepat sebilangan kecil ion yang selalu ada dalam gas dan yang diciptakan oleh proses semula jadi seperti radioaktiviti.
Ion-ion yang dipercepat ini bertabrakan dengan atom gas, merobek elektron darinya dan menghasilkan ion yang lebih positif. Ion dan elektron ini pada gilirannya menyerang lebih banyak atom lagi, mewujudkan ion positif dalam reaksi berantai.
Ion positif tertarik ke katod negatif dan ada yang melewati lubang di katod. Pada saat mereka memukul katod, mereka sudah cukup cepat sehingga ketika mereka bertabrakan dengan atom dan molekul lain dalam gas, mereka membangkitkan spesies tersebut ke tahap tenaga yang lebih tinggi.
Apabila spesies ini kembali ke tahap tenaga asal, atom dan molekul melepaskan tenaga yang mereka perolehi sebelumnya; tenaga dipancarkan dalam bentuk cahaya.
Proses penghasilan cahaya ini, yang disebut pendarfluor, menyebabkan cahaya muncul di kawasan di mana ion-ion itu muncul dari katod.
Proton
Walaupun Goldstein memperoleh proton dengan eksperimennya dengan sinar anod, yang sebenarnya adalah bukan dia yang dikreditkan dengan penemuan proton, kerana dia tidak dapat mengenal pasti dengan betul.
Proton adalah zarah paling ringan dari zarah positif yang dihasilkan dalam tiub sinar anod. Proton dihasilkan apabila tiub diisi dengan gas hidrogen. Dengan cara ini, apabila hidrogen mengion dan kehilangan elektronnya, proton diperolehi.
Proton mempunyai jisim 1.67 ∙ 10 -24 g, hampir sama dengan atom hidrogen, dan mempunyai muatan yang sama tetapi dengan tanda yang berlawanan dengan elektron; iaitu 1.6 ∙ 10 -19 C.
Spektrometri jisim
Spektrometri jisim, yang dikembangkan dari penemuan sinar anodik, adalah prosedur analitik yang memungkinkan untuk mengkaji komposisi kimia molekul bahan berdasarkan jisimnya.
Ini membolehkan kedua-duanya mengenali sebatian yang tidak diketahui, untuk menghitung sebatian yang diketahui, serta mengetahui sifat dan struktur molekul suatu bahan.
Sebaliknya, spektrometer massa adalah alat yang strukturnya sebatian kimia dan isotop yang berbeza dapat dianalisis dengan cara yang sangat tepat.
Spektrometer jisim membolehkan pemisahan inti atom berdasarkan hubungan antara jisim dan cas.
Rujukan
-
- Sinar anodik (nd). Di Wikipedia. Diakses pada 19 April 2018, dari es.wikipedia.org.
- Sinar anod (nd). Di Wikipedia. Diakses pada 19 April 2018, dari en.wikipedia.org.
- Spektrometer jisim (nd). Di Wikipedia. Diakses pada 19 April 2018, dari es.wikipedia.org.
- Grayson, Michael A. (2002). Mengukur jisim: dari sinar positif hingga protein. Philadelphia: Chemical Heritage Press
- Grayson, Michael A. (2002). Mengukur jisim: dari sinar positif hingga protein. Philadelphia: Chemical Heritage Press.
- Thomson, JJ (1921). Sinar elektrik positif, dan penerapannya pada analisis kimia (1921)
- Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fizik dan kimia. Everest