EUGEN GOLDSTEIN: UPPTÄCKTER OCH BIDRAG - FYSISK - 2025

Eugen Goldstein var en framstående tysk fysiker, född i dagens Polen 1850. Hans vetenskapliga arbete inkluderar experiment med elektriska fenomen i gaser och katodstrålar.

Goldstein identifierade förekomsten av protoner som lika och motsatta laddningar för elektroner. Upptäckten gjordes genom experiment med katodstrålerör 1886.

Elektronstråle riktas från katoden till anoden.

En av hans mest framstående arv bestod i upptäckten av det som idag kallas protoner, tillsammans med kanalstrålar, även kända som anodiska eller positiva strålar.

Var det en Goldstein-atommodell?

Godlstein föreslog inte en atommodell, även om hans upptäckter tillät utvecklingen av Thomsons atommodell.

Å andra sidan krediteras han ibland som upptäckaren av protonen, som han observerade i vakuumrören där han observerade katodstrålar. Emellertid anses Ernest Rutherford vara upptäckaren i det vetenskapliga samfundet.

Katodstrålexperiment

Crookes rör

Goldstein påbörjade sina experiment med Crookes-rör under 1970-talet. Han gjorde sedan ändringar av strukturen som utvecklades av William Crookes på 1800-talet.

Den grundläggande strukturen i Crookes röret består av ett tomt rör gjord av glas, inuti vilka gaser cirkulerar. Trycket på gaserna inuti röret regleras genom att moderera evakueringen av luften inuti det.

Apparaten har två metalldelar, en i varje ände, som fungerar som elektroder, och båda ändarna är anslutna till externa spänningskällor.

Genom att elektrifiera röret joniseras luften och blir en ledare för elektricitet. Följaktligen blir gaserna fluorescerande när kretsen mellan de två ändarna av röret är stängd.

Crookes drog slutsatsen att detta fenomen berodde på att det finns katodstrålar, det vill säga elektronflöde. Med detta experiment påvisades förekomsten av elementära partiklar med negativ laddning i atomerna.

Modifiering av Crookes rör

Goldstein modifierade strukturen på Crookes-röret och lägger flera perforeringar till en av metallkatoderna i röret.

Dessutom upprepade han experimentet med modifieringen av Crookes-röret och ökade spänningen mellan rörets ändar till flera tusen volt.

Under denna nya konfiguration upptäckte Goldstein att röret gav ut en ny glöd från änden av röret som hade genomträngts.

Höjdpunkten är dock att dessa strålar rörde sig i motsatt riktning till katodstrålarna och kallades kanalstrålar.

Goldstein drog slutsatsen att förutom katodstrålarna, som färdades från katoden (negativ laddning) mot anoden (positiv laddning), fanns det en annan stråle som färdades i motsatt riktning, det vill säga från anoden mot katoden i det modifierade röret.

Dessutom var beteendet hos partiklarna med avseende på deras elektriska fält och magnetfält helt motsatt av katodstrålarna.

Detta nya flöde döptes av Goldstein som kanalstrålar. Eftersom kanalstrålarna färdades i motsatt riktning till katodstrålarna, sluts Goldstein att naturen på deras elektriska laddning också måste vara motsatt. Det vill säga kanalstrålarna var positivt laddade.

Kanalstrålar

Kanalstrålar uppstår när katodstrålar kolliderar med atomer i gasen som är innesluten i provröret.

Lika laddade partiklar avvisar varandra. Från denna bas avvisar katodstrålens elektroner elektronerna från gasatomerna och de senare frigörs från sin ursprungliga bildning.

Gasatomerna förlorar sin negativa laddning och blir positivt laddade. Dessa katjoner lockas till den negativa elektroden i röret, med tanke på den naturliga attraktionen mellan motsatta elektriska laddningar.

Goldstein kallade dessa strålar "Kanalstrahlen" för att hänvisa till motsvarigheten till katodstrålarna. De positivt laddade jonerna som utgör kanalstrålarna rör sig mot den perforerade katoden tills de passerar genom den, med tanke på experimentets art.

Följaktligen är denna typ av fenomen känd i den vetenskapliga världen som kanalstrålar, eftersom de passerar genom den befintliga perforeringen i studierörets katod.

Modifiering av katodrör

På samma sätt bidrog Eugen Godlsteins uppsatser också avsevärt till att fördjupa tekniska uppfattningar om katodstrålar.

Genom experiment i evakuerade rör fann Goldstein att katodstrålar kunde kasta skarpa utsläppskuggor vinkelrätt mot det område som täcktes av katoden.

Denna upptäckt var mycket användbar för att modifiera utformningen av de katodrör som hittills använts och för att placera konkava katoder i deras hörn för att producera fokuserade strålar som skulle användas i en mängd olika tillämpningar i framtiden.

Kanalstrålar, även kända som anodiska strålar eller positiva strålar, beror direkt på de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos gasen som finns i röret.

Följaktligen kommer förhållandet mellan den elektriska laddningen och partiklarnas massa att vara olika beroende på naturen hos gasen som används under experimentet.

Med denna slutsats klargjordes det faktum att partiklarna kom ut ur gasens inre och inte från anoden i det elektrifierade röret.

Goldstein-bidrag

De första stegen i upptäckten av protonen

Baserat på säkerheten om att den elektriska laddningen av atomer är neutral, tog Goldstein de första stegen för att verifiera förekomsten av positivt laddade fundamentala partiklar.

Grunden för modern fysik

Goldsteins forskningsarbete förde med sig grunden för modern fysik, eftersom demonstrationen av förekomsten av kanalstrålar gjorde det möjligt att formalisera idén att atomer rörde sig snabbt och med ett specifikt rörelsemönster.

Denna typ av föreställning var nyckeln till vad som nu kallas atomfysik, det vill säga fysikområdet som studerar atomernas beteende och egenskaper i sin helhet.

Isotopstudie

Således gav Goldsteins analyser upphov till studiet av isotoper, till exempel bland många andra vetenskapliga tillämpningar som är i full kraft idag.

Emellertid tillskriver det vetenskapliga samfundet upptäckten av protonen till den Nya Zeelands kemisten och fysikern Ernest Rutherford i mitten av 1918.

Upptäckten av protonen, som motsvarigheten till elektronen, låg till grund för konstruktionen av den atommodell som vi känner idag.

referenser

1. Canal Ray Experiment (2016). Återställd från: byjus.com
2. Atom- och atommodellerna (nd) Återställs från: recursostic.educacion.es
3. Eugen Goldstein (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Återställd från: britannica.com
4. Eugen Goldstein (nd). Återställdes från: chemed.chem.purdue.edu
5. Proton (sf). Havanna Kuba. Återställd från: ecured.cu
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Eugen Goldstein. Återställd från: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Crookes rör. Återställd från: es.wikipedia.org