EUGEN GOLDSTEIN: FUNN OG BIDRAG - FYSISK - 2026

Eugen Goldstein var en fremtredende tysk fysiker, født i dagens Polen i 1850. Hans vitenskapelige arbeid inkluderer eksperimenter med elektriske fenomener i gasser og katodestråler.

Goldstein identifiserte eksistensen av protoner som like og motsatte ladninger for elektroner. Denne oppdagelsen ble gjort gjennom eksperimentering med katodestrålerør, i 1886.

Elektronstråle ledes fra katoden til anoden.

En av hans mest fremragende arv besto i oppdagelsen av det som i dag er kjent som protoner, sammen med kanalstråler, også kjent som anodiske eller positive stråler.

Var det en Goldstein-atommodell?

Godlstein foreslo ikke en atommodell, selv om funnene hans tillot utviklingen av Thomsons atommodell.

På den annen side blir han noen ganger kreditert som oppdageren av protonet, som han observerte i vakuumrørene der han observerte katodestråler. Ernest Rutherford regnes imidlertid som oppdageren i det vitenskapelige samfunnet.

Katodestråleeksperimenter

Crookes rør

Goldstein begynte sine eksperimenter med Crookes-rør på 1970-tallet. Deretter foretok han endringer i strukturen som ble utviklet av William Crookes på 1800-tallet.

Grunnstrukturen til Crookes-røret består av et tomt rør laget av glass, inne i hvilke gasser sirkulerer. Trykket på gassene inne i røret reguleres ved å moderere evakueringen av luften inni det.

Apparatet har to metalldeler, en i hver ende, som fungerer som elektroder, og begge ender er koblet til eksterne spenningskilder.

Ved å elektrifisere røret, ioniserer luften og blir en leder av elektrisitet. Følgelig blir gassene lysstoffrør når kretsløpet mellom de to ender av røret er lukket.

Crookes konkluderte med at dette fenomenet skyldtes eksistensen av katodestråler, det vil si elektronstrøm. Med dette eksperimentet ble det påvist eksistensen av elementære partikler med negativ ladning i atomene.

Modifisering av Crookes rør

Goldstein modifiserte strukturen i Crookes-røret og la flere perforeringer til en av metallkatodene i røret.

I tillegg gjentok han eksperimentet med modifisering av Crookes-røret, og økte spenningen mellom endene av røret til flere tusen volt.

Under denne nye konfigurasjonen oppdaget Goldstein at røret ga ut en ny glød fra enden av røret som hadde blitt gjennomboret.

Høydepunktet er imidlertid at disse strålene beveget seg i motsatt retning av katodestrålene og ble kalt kanalstråler.

Goldstein konkluderte med at det, i tillegg til katodestrålene, som reiste fra katoden (negativ ladning) mot anoden (positiv ladning), var en annen stråle som beveget seg i motsatt retning, det vil si fra anoden mot katoden til det modifiserte røret.

I tillegg var oppførselen til partiklene med hensyn til deres elektriske felt og magnetiske felt helt motsatt av katodestrålene.

Denne nye strømmen ble døpt av Goldstein som kanalstråler. Fordi kanalstrålene beveget seg i motsatt retning av katodestrålene, konkluderte Goldstein at arten av deres elektriske ladning også må være motsatt. Det vil si at kanalstrålene var positivt ladet.

Kanalstråler

Kanalstråler oppstår når katodestråler kolliderer med atomer i gassen som er innesperret i prøverøret.

Like ladede partikler frastøter hverandre. Med utgangspunkt i denne basen, frastøtter elektronene fra katodestrålen elektronene i gassatomene, og sistnevnte frigjøres fra sin opprinnelige formasjon.

Gassatomene mister sin negative ladning og blir positivt ladet. Disse kationene tiltrekkes av den negative elektroden i røret, gitt den naturlige attraksjonen mellom motsatte elektriske ladninger.

Goldstein kalte disse strålene "Kanalstrahlen" for å referere til motstykket til katodestrålene. De positivt ladede ionene som utgjør kanalstrålene beveger seg mot den perforerte katoden til de passerer gjennom den, gitt eksperimentets art.

Derfor er denne typen fenomen kjent i den vitenskapelige verden som kanalstråler, siden de passerer gjennom den eksisterende perforasjonen i katoden i studierøret.

Modifisering av katoderør

På samme måte bidro Eugen Godlsteins essays også betydelig til å utdype tekniske forestillinger om katodestråler.

Gjennom eksperimenter i evakuerte rør fant Goldstein at katodestråler kunne kaste skarpe utslippsskygger vinkelrett på området som er dekket av katoden.

Denne oppdagelsen var veldig nyttig for å modifisere utformingen av katodetrørene som ble brukt til dags dato, og for å plassere konkave katoder i hjørnene deres, for å produsere fokuserte stråler som vil bli brukt i en rekke bruksområder i fremtiden.

Kanalstråler, også kjent som anodiske stråler eller positive stråler, avhenger direkte av de fysisk-kjemiske egenskapene til gassen som er inne i røret.

Følgelig vil forholdet mellom den elektriske ladningen og massen til partiklene være forskjellig avhengig av naturen til gassen som blir brukt under eksperimentet.

Med denne konklusjonen ble det faktum at partiklene kom ut av det indre av gassen, og ikke fra anoden til det elektrifiserte røret, klarlagt.

Goldstein bidrag

Første trinn i oppdagelsen av protonet

Basert på vissheten om at den elektriske ladningen av atomer er nøytral, tok Goldstein de første skritt for å bekrefte eksistensen av positivt ladede grunnleggende partikler.

Grunnlaget for moderne fysikk

Goldsteins forskningsarbeid brakte grunnlaget for moderne fysikk, siden demonstrasjonen av eksistensen av kanalstråler tillot å formalisere ideen om at atomer beveget seg raskt og med et spesifikt bevegelsesmønster.

Denne typen forestillinger var nøkkelen i det som nå kalles atomfysikk, det vil si fysikkfeltet som studerer atomenes egenskaper og egenskaper i sin helhet.

Isotopstudie

Dermed ga Goldsteins analyser opphav til studiet av isotoper, for eksempel blant mange andre vitenskapelige anvendelser som er i full styrke i dag.

Imidlertid tilskriver det vitenskapelige samfunnet oppdagelsen av protonet til den newzealandske kjemikeren og fysikeren Ernest Rutherford i midten av 1918.

Oppdagelsen av protonet, som motstykke til elektronet, la grunnlaget for konstruksjonen av atommodellen som vi kjenner i dag.

referanser

1. Canal Ray Experiment (2016). Gjenopprettet fra: byjus.com
2. Atom- og atommodellene (nd.) Gjenopprettet fra: recursostic.educacion.es
3. Eugen Goldstein (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Gjenopprettet fra: britannica.com
4. Eugen Goldstein (nd). Gjenopprettet fra: chemed.chem.purdue.edu
5. Proton (sf). Havana Cuba. Gjenopprettet fra: ecured.cu
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Eugen Goldstein. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Crookes tube. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org