Eugen Goldstein: การค้นพบและการมีส่วนร่วม

Eugen Goldstein เป็นนักฟิสิกส์ชั้นนำชาวเยอรมันซึ่งเกิดในโปแลนด์ในปัจจุบันในปี ค.ศ. 1850 งานวิทยาศาสตร์ของเขาครอบคลุมการทดลองด้วยปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าในก๊าซและรังสีแคโทด

Goldstein ระบุว่าโปรตอนมีประจุเท่ากันและตรงข้ามกับอิเล็กตรอน การค้นพบนี้ดำเนินการผ่านการทดลองกับหลอดรังสีแคโทดในปี 1886

หนึ่งในมรดกที่โดดเด่นที่สุดของเขาประกอบด้วยการค้นพบสิ่งที่เรียกว่าโปรตอนพร้อมกับรังสีแชนแนลหรือที่เรียกว่ารังสีขั้วบวกหรือบวก

Goldstein มีรูปแบบอะตอมหรือไม่

Godlstein ไม่ได้เสนอแบบจำลองอะตอมแม้ว่าการค้นพบของเขาจะอนุญาตให้พัฒนาแบบจำลองอะตอมของ Thomson

ในทางกลับกันบางครั้งเขาก็ให้เครดิตในฐานะผู้ค้นพบโปรตอนซึ่งฉันสังเกตเห็นในหลอดสุญญากาศที่ซึ่งเขาสังเกตเห็นรังสีแคโทด อย่างไรก็ตาม Ernest Rutherford ถือเป็นผู้ค้นพบในชุมชนวิทยาศาสตร์

การทดลองด้วยรังสีแคโทด

หลอด Crookes

Goldstein เริ่มการทดลองของเขากับหลอด Crookes ในช่วงทศวรรษที่ 70 จากนั้นเขาทำการดัดแปลงโครงสร้างที่พัฒนาโดย William Crookes ในศตวรรษที่ 19

โครงสร้างฐานของหลอด Crookes ประกอบด้วยหลอดเปล่าที่ทำจากแก้วซึ่งก๊าซจะไหลเวียน ความดันของก๊าซภายในท่อถูกควบคุมโดยการควบคุมการอพยพของอากาศภายใน

เครื่องมือนี้มีชิ้นส่วนโลหะสองชิ้นส่วนหนึ่งที่ปลายแต่ละด้านซึ่งทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าและปลายทั้งสองเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าภายนอก

เมื่อใช้หลอดไฟฟ้าอากาศจะแตกตัวเป็นไอออนและกลายเป็นตัวนำไฟฟ้า เป็นผลให้ก๊าซกลายเป็นฟลูออเรสเซนต์เมื่อปิดวงจรระหว่างปลายทั้งสองของหลอด

Crookes สรุปว่าปรากฏการณ์นี้เกิดจากการมีอยู่ของรังสีแคโทดกล่าวคือการไหลของอิเล็กตรอน จากการทดลองนี้แสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของอนุภาคมูลฐานที่มีประจุลบในอะตอม

การดัดแปลงท่อ Crookes

Goldstein แก้ไขโครงสร้างของหลอด Crookes และเพิ่มการปรุหลายครั้งในหนึ่งในแคโทดโลหะของหลอด

นอกจากนี้เขายังทำการทดลองซ้ำด้วยการดัดแปลงของหลอด Crookes ซึ่งเป็นการเพิ่มความตึงเครียดระหว่างปลายของหลอดถึงหลายพันโวลต์

ภายใต้การกำหนดค่าใหม่นี้ Goldstein ค้นพบว่าหลอดเปล่งแสงใหม่ที่เริ่มต้นจากปลายท่อที่ถูกเจาะรู

อย่างไรก็ตามจุดเด่นคือรังสีเหล่านี้เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับรังสีแคโทดและถูกเรียกว่ารังสีแชนแนล

Goldstein ได้ข้อสรุปว่านอกเหนือไปจากรังสีแคโทดซึ่งเดินทางจากแคโทด (ประจุลบ) ไปยังขั้วบวก (ประจุบวก) มีรังสีอีกชนิดหนึ่งที่เดินทางไปในทิศทางตรงกันข้ามนั่นคือจากขั้วบวกไปยังแคโทดของหลอดที่ถูกดัดแปลง

นอกจากนี้พฤติกรรมของอนุภาคที่เกี่ยวข้องกับสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กของพวกเขาตรงกันข้ามกับรังสีแคโทดทั้งหมด

การไหลใหม่นี้ได้รับการล้างบาปโดย Goldstein เป็นรังสีแชนแนล เนื่องจากรังสีของแชนเนลเดินทางไปในทิศทางตรงกันข้ามกับรังสีแคโทดโกลด์สตีนจึงสรุปว่าธรรมชาติของประจุไฟฟ้าของพวกมันก็ต้องตรงกันข้าม นั่นคือรังสีของช่องมีประจุเป็นบวก

ช่องทางรังสี

รังสีของแชนเนลเกิดขึ้นเมื่อรังสีแคโทดปะทะกับอะตอมของก๊าซที่กักอยู่ภายในหลอดทดลอง

อนุภาคที่มีประจุเท่ากันจะผลักกัน เริ่มต้นจากฐานนี้อิเล็กตรอนของรังสีคาโธดิคจะขับไล่อิเล็กตรอนของอะตอมของก๊าซและสิ่งสุดท้ายนี้จะแยกออกจากการก่อตัวดั้งเดิม

อะตอมก๊าซสูญเสียประจุลบและมีประจุบวก ไพเพอร์เหล่านี้ดึงดูดขั้วลบของหลอดทำให้เกิดแรงดึงดูดตามธรรมชาติระหว่างประจุไฟฟ้าที่เป็นปฏิปักษ์

Goldstein เรียกรังสีเหล่านี้ว่า "Kanalstrahlen" เพื่ออ้างถึงรังสีแคโทด ไอออนที่มีประจุบวกซึ่งประกอบเป็นรังสีของช่องจะเคลื่อนที่ไปยังแคโทดแบบมีรูพรุนจนกว่าพวกมันจะผ่านมันไปตามลักษณะของการทดลอง

ดังนั้นปรากฏการณ์ประเภทนี้จึงเป็นที่รู้จักกันในโลกวิทยาศาสตร์ในฐานะรังสีแชนแนลเนื่องจากพวกมันผ่านการเจาะที่มีอยู่ในแคโทดของหลอดการศึกษา

การดัดแปลงหลอดแคโทด

เช่นเดียวกันบทความของ Eugen Godlstein ก็มีส่วนสำคัญในการทำให้แนวคิดทางเทคนิคเกี่ยวกับรังสีแคโทดลึกซึ้งยิ่งขึ้น

จากการทดลองในหลอดอพยพ Goldstein ตรวจพบว่ารังสีแคโทดสามารถฉายเงาแบบเฉียบพลันของการปล่อยตั้งฉากกับพื้นที่ที่ถูกปกคลุมด้วยแคโทด

การค้นพบนี้มีประโยชน์มากในการปรับเปลี่ยนการออกแบบของหลอดแคโทดที่ใช้ในปัจจุบันและการวางแคโทดเว้าในมุมของพวกเขาเพื่อผลิตรังสีที่มุ่งเน้นที่จะใช้ในการใช้งานที่หลากหลายในอนาคต

ในทางตรงกันข้ามรังสีแชนแนลหรือที่เรียกว่ารังสีขั้วบวกหรือรังสีบวกขึ้นอยู่กับลักษณะทางกายภาพและเคมีของก๊าซที่บรรจุอยู่ภายในหลอด

ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างประจุไฟฟ้าและมวลของอนุภาคจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับลักษณะของก๊าซที่ใช้ในระหว่างการทดลอง

ด้วยข้อสรุปนี้ความจริงที่ว่าอนุภาคออกมาจากแก๊สไม่ใช่ขั้วบวกของหลอดไฟฟ้า

การมีส่วนร่วมของ Goldstein

ขั้นตอนแรกในการค้นพบโปรตอน

จากความเชื่อมั่นที่ว่าประจุไฟฟ้าของอะตอมเป็นกลาง Goldstein ใช้ขั้นตอนแรกเพื่อตรวจสอบการมีอยู่ของอนุภาคพื้นฐานที่ประจุบวก

รากฐานของฟิสิกส์สมัยใหม่

การวิจัยของโกลด์สไตน์ทำให้เขามีรากฐานของฟิสิกส์สมัยใหม่ตั้งแต่การสาธิตการมีอยู่ของรังสีแชนแนลที่ได้รับอนุญาตให้สร้างแนวคิดที่ว่าอะตอมเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว

แนวคิดประเภทนี้เป็นกุญแจสำคัญในสิ่งที่เป็นที่รู้จักกันในปัจจุบันในชื่อฟิสิกส์อะตอมนั่นคือสาขาวิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาพฤติกรรมและคุณสมบัติของอะตอมอย่างครบถ้วน