Crookův trubicový experiment

V průběhu 19. století existovaly po sobě jdoucí tajemné objevy záření jako jsou rádiové vlny, katodové paprsky nebo rentgenové paprsky. Tyto objevy upevnily teorii, že příroda vyzařovala „emanace“, které byly schopné působit na dálku a které smysly nemohly vnímat. V této lekci UČITELE zjistíme, jak na to Crookův trubicový experiment bylo to jedno z vědeckých výzkumů, které rozhodujícím způsobem přispěly k objevu a porozumění katodovým paprskům.

Vynález elektronka podle Hienrich geissler byl zásadním krokem v objevu řady záhadných záření, jako je Rentgenové nebo katodové paprsky.

Vakuové pumpy existovaly již v roce 1855, ale ta, kterou vynalezl Geissler, představovala od té doby významné zlepšení podařilo snížit tlak uvnitř skleněné trubice naplněné plynem na 0,01% tlaku atmosférický. Geisslerova vakuová trubice byla dostatečně silná na to snížit tlak až na velmi malé hodnoty.

V příštích 50 letech umožnilo nové vakuové čerpadlo Geissler vznik zásadních vynálezů pro pokrokovou technologii, jako je elektrická žárovka a otevřela nová pole pro výzkum.

Později, Julius Plücker začleněna elektrody do vakuové trubice od Geisslera. To znamená, že obsahuje dvě kovové desky (elektrický vodič) připojené k generátoru proudu. Kladně nabitá elektroda je známá jako anoda a kladně nabitá elektroda se nazývá katoda. Plücker poznamenal, že navzdory vakuu proud dále protékal vakuovou trubicí z katody na anodu a produkoval světle zelené světlo.

Navzdory těmto objevům by trvalo dvě desetiletí, než bude konečně provedeno hloubkové studium těchto světelných trubic.

The chemik William Crookes Byl jedním z nejvýznamnějších vědců 19. století v Evropě, objevil Thallium a rozhodujícím způsobem přispěl k objevu a znalostem katodové paprsky.

Crookes byl neúnavný vynálezce a vyznačoval se svými skvělými dovednostmi v oblasti experimentování. Jeho experimenty s vakuové výbojky (nebo křivky trubky) jeho vynálezu byly rozhodující pro objevení elektronu a fotoelektrického jevu.

V roce 1875 navrhl nové elektronky pro studium podstaty těchto světelných jevů. William Crookes navrhl různé vakuové výbojky. Nejznámější jsou tři, které byly použity v experimentech, které nám umožnily zjistit, jaké jsou vlastnosti katodových paprsků. Zde nabídneme souhrn toho, jak byl proveden Crookesův trubicový experiment.

Experiment se zahnutou vakuovou výbojkou

Jedna z trubek navržená společností Crookes vytvořila a pravý úhel a když elektrický proud procházel trubicí, bylo pozorováno, že světlo bylo intenzivnější v oblasti před katodou.

Provedl také různé experimenty měnící tlak uvnitř trubice a pozoroval, že čím nižší je tlak, tím intenzivnější záře se vytváří. Také testoval desky z různých kovů jako katod a zjistil, že produkovaná záře nezávisí na kovu použitém jako elektroda.

Tyto výsledky naznačovaly, že produkovaný světelný efekt vycházel z katody a byl nezávislý na typu kovu použitého v elektrodě. Díky těmto pozorováním bylo pojmenováno zelené světlo vyzařované katodou katodové paprsky.

Experiment bariérových vakuových výbojek

To je možná Crookesův experiment a trubice nejznámější, protože umožňoval dospět k velmi důležitým závěrům o povaze katodových paprsků.

Po tom, co pozoroval při prvních experimentech se zahnutými trubkami, se Crookes vydal zkoumat propustnost těchto paprsků, tj. zkontrolovat, zda jsou schopné překonat různé bariéry. Za tímto účelem navrhl William Crookes vakuové trubice, ve kterých byly instalovány různé bariéry, z nichž nejznámější je zinková deska ve tvaru maltského kříže. Pokusy prováděné s touto trubicí ukázaly, že katodové paprsky byly zachyceny maltská křížová bariéra; protože se uprostřed luminiscence na konci tuby objevil stín ve tvaru kříže.

K provedení tohoto experimentu navrhl Crookes trubici, ve které byla umístěna katoda a bariéra (kovový sladový kříž) v přímce a pozoroval, že stín, který se objevil na konci tuby, byl také zarovnán s těmito dvěma prvky.

Tento experiment mu umožnil dospět k následujícím závěrům:

• Katodové paprsky, jako světlo, cestují v přímých liniích a vrhají stíny.
• Katodové paprsky vydávají nějaký druh energie, protože konec trubice, do které dopadly, byl zahřátý.

Experiment vakuové trubice vystavený magnetickému poli

Dokončujeme tuto lekci experimentu s Crookesovou trubicí, abychom hovořili o další velmi důležité. William Crookes provedl několik experimentů, aby se pokusil objasnit povahu katodových paprsků. V jednom z nich podrobil vakuové trubici magnetické pole (pohybující se magnetem v blízkosti vakuové trubice) a pozoroval, že paprsek katodového paprsku byl vychýlen, což nebyl případ světla.

Tento experiment později umožnil prokázat, že katodové paprsky byly složeny ze záporně nabitých částic. O dvacet let později se J. Thomsonovi podařilo identifikovat takové částice jako elektrony.