- Existia un model atòmic de Goldstein?
- Experiments amb raigs catòdics
- Tubs de Crookes
- Modificació dels tubs de Crookes
- Els raigs de canal
- Modificació dels tubs catòdics
- Aportacions de Goldstein
- Primers passos en el descobriment de l'protó
- Fonaments de la física moderna
- Estudi d'isòtops
- referències
Eugen Goldstein va ser un destacat físic alemany, nascut a l'actual Polònia en 1850. La seva tasca científica abasta experiments amb fenòmens elèctrics en gasos i en raigs catòdics.
Goldstein va identificar l'existència de protons com a càrregues iguals i oposades als electrons. Aquest descobriment es va dur a terme mitjançant l'experimentació amb tubs de raigs catòdics, en 1886.
Feix d'electrons es dirigeixen des del càtode fins l'ànode.
Una de les seves llegats més destacats va consistir en el descobriment del que avui es coneix com protons, al costat dels raigs de canal, també coneguts com raigs anòdics o positius.
Existia un model atòmic de Goldstein?
Godlstein no va proposar un model atòmic, encara que els seus descobriments van permetre el desenvolupament de el model atòmic de Thomson.
D'altra banda, de vegades se li acredita com el descobridor de l'protó, que observo en els tubs de buit on va observar els raigs catòdics. Tanmateix, Ernest Rutherford és considerat com el descobridor en la comunitat científica.
Experiments amb raigs catòdics
Tubs de Crookes
Goldstein va iniciar els seus experiments amb tubs de Crookes, durant la dècada dels anys 70. Llavors, va realitzar modificacions a l'estructura desenvolupada per William Crookes al segle XIX.
L'estructura base de l'tub de Crookes consisteix en un tub buit fet de vidre, a l'interior circulen gasos. La pressió dels gasos a l'interior de l'tub es regula moderant l'evacuació de l'aire dins de la mateixa.
L'aparell té dues peces metàl·liques, una a cada extrem, les quals actuen com elèctrodes, i tots dos extrems estan connectats a fonts de voltatge externes.
A l'electrificar el tub, l'aire s'ionitza i es converteix en conductor d'electricitat. En conseqüència, els gasos es tornen fluorescents quan es tanca el circuit entre els dos extrems de l'tub.
Crookes va concloure que aquest fenomen es devia a l'existència de raigs catòdics, és a dir, flux d'electrons. Amb aquest experiment es va demostrar l'existència de partícules elementals amb càrrega negativa en els àtoms.
Modificació dels tubs de Crookes
Goldstein va modificar l'estructura de l'tub de Crookes, i ha afegit diverses perforacions a un dels càtodes metàl·lics de el tub.
A més, va repetir l'experiment amb la modificació de l'tub de Crookes, augmentant la tensió entre els extrems de l'tub a diversos milers de volts.
Sota aquesta nova configuració, Goldstein va descobrir que el tub emetia un nou resplendor que partia de l'extrem de el tub que havia estat perforat.
No obstant això, el més destacat és que aquests raigs es movien en la direcció oposada als raigs catòdics i es deien raigs de canal.
Goldstein va concloure que, a més dels raigs catòdics, que viatjaven des del càtode (càrrega negativa) cap a l'ànode (càrrega positiva), hi havia un altre raig que viatjava en direcció oposada, és a dir, des del ànode cap al càtode de el tub modificat.
A més, el comportament de les partícules pel que fa al seu camp elèctric i camp magnètic, era totalment oposat a el dels raigs catòdics.
Aquest nou flux va ser batejat per Goldstein com raigs de canal. A causa que els rajos de canal viatjaven en direcció oposada als raigs catòdics, Goldstein va inferir que la naturalesa de la seva càrrega elèctrica també havia de ser contrària. És a dir, els raigs de canal tenien càrrega positiva.
Els raigs de canal
Els raigs de canal sorgeixen quan els raigs catòdics xoquen contra els àtoms de gas que es troba confinat a l'interior d'el tub de proves.
Les partícules amb càrregues iguals es repel·leixen. Partint d'aquesta base, els electrons de l'raig catòdic repel·leixen als electrons dels àtoms de gas, i aquests últims es desprenen de la seva formació original.
Els àtoms de gas perden la seva càrrega negativa, i queden carregats positivament. Aquests cations són atrets cap a l'elèctrode negatiu de l'tub, donada l'atracció natural entre càrregues elèctriques oposades.
Goldstein va batejar a aquests raigs com "Kanalstrahlen", per referir-se a la contrapart dels raigs catòdics. Els ions amb càrrega positiva que constitueixen els raigs de canal es desplacen cap al càtode perforat fins travessar-lo, donada la naturalesa de l'experiment.
D'allí, que aquest tipus de fenomen sigui conegut en el món científic com raigs de canal, ja que travessen la perforació existent en el càtode de el tub d'estudi.
Modificació dels tubs catòdics
Així mateix, els assajos d'Eugen Godlstein també van contribuir de manera notable a aprofundir les nocions tècniques sobre els raigs catòdics.
Mitjançant els experiments en tubs evacuats, Goldstein va detectar que els raigs catòdics podien projectar ombres agudes d'emissió perpendicular a l'àrea coberta pel càtode.
Aquest descobriment va ser de gran utilitat per a modificar el disseny dels tubs catòdics empleats fins a la data, i col·locar càtodes còncaus en les seves cantonades, per produir raigs focalitzats que serien utilitzats en diversitat d'aplicacions en el futur.
Per la seva banda, els raigs de canal, també coneguts com raigs anòdics o rajos positius, depenen directament de les característiques fisicoquímiques de el gas que es troba contingut dins de l'tub.
En conseqüència, la relació entre la càrrega elèctrica i la massa de les partícules serà diferent en funció de la naturalesa de el gas que s'estigui emprant durant l'experiment.
Amb aquesta conclusió, es va aclarir el fet que les partícules sortien de l'interior de el gas, i no de l'ànode de el tub electrificat.
Aportacions de Goldstein
Primers passos en el descobriment de l'protó
Amb base en la certesa que la càrrega elèctrica dels àtoms és neutra, Goldstein va donar els primers passos per comprovar l'existència de partícules fonamentals carregades positivament.
Fonaments de la física moderna
Els treballs de recerca de Goldstein van portar amb si els fonaments de la física moderna, ja que la demostració de l'existència dels raigs canals permetre formalitzar la idea que els àtoms es movien ràpidament i amb un patró de moviment específic.
Aquest tipus de nocions resultar clau en el que avui es coneix com física atòmica, és a dir, el camp de la física que estudia el comportament i les propietats dels àtoms en tota la seva extensió.
Estudi d'isòtops
Així, les anàlisis de Goldstein van donar peu a l'estudi d'isòtops, per exemple, entre d'altres aplicacions científiques que tenen plena vigència en l'actualitat.
No obstant això, la comunitat científica atribueix el descobriment de l'protó a l'químic i físic neozelandès Ernest Rutherford, a mitjans de 1918.
El descobriment de l'protó, com a contrapart de l'electró, va establir les bases per a la construcció d'el model atòmic que coneixem avui dia.
referències
- Canal Ray Experiment (2016). Recuperat de: byjus.com
- L'àtom i els models atòmics (sf).Recuperado de: recursostic.educacion.es
- Eugen Goldstein (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Recuperat de: britannica.com
- Eugen Goldstein (sf). Recuperat de: chemed.chem.purdue.edu
- Protó (sf). L'Havana, Cuba. Recuperat de: ecured.cu
- Wikipedia, L'Enciclopèdia Lliure (2018). Eugen Goldstein. Recuperat de: es.wikipedia.org
- Wikipedia, L'Enciclopèdia Lliure (2018). Tub de Crookes. Recuperat de: es.wikipedia.org