Crookes Röhrenexperiment

Im 19. Jahrhundert gab es aufeinanderfolgende mysteriöse Strahlungsentdeckungen wie Radiowellen, Kathodenstrahlen oder Röntgenstrahlen. Diese Entdeckungen festigten die Theorie, dass die Natur "Emanationen" aussendete, die in der Lage waren, auf Distanz zu wirken und die die Sinne nicht wahrnehmen konnten. In dieser Lektion von einem LEHRER erfahren wir, wie Crookes Röhrenexperiment es war eine der wissenschaftlichen Untersuchungen, die entscheidend zur Entdeckung und zum Verständnis der Kathodenstrahlen beigetragen haben.

Die Erfindung von Vakuumröhre durch Hienrich Geißler war ein grundlegender Schritt bei der Entdeckung einer Reihe mysteriöser Strahlungen wie Röntgen- oder Kathodenstrahlen.

Vakuumpumpen gab es bereits 1855, aber die von Geissler erfundene stellte eine wichtige Verbesserung dar, da gelang es, den Druck in einem gasgefüllten Glasrohr auf 0,01 % des Drucks zu reduzieren atmosphärisch. Die Vakuumröhre von Geissler war stark genug, um Druck reduzieren bis auf sehr kleine Werte.

In den nächsten 50 Jahren ermöglichte die neue Vakuumpumpe von Geissler grundlegende Erfindungen für den technologischen Fortschritt wie die Elektrische Glühbirne und eröffnete neue Forschungsfelder.

Später, Julius Plücker eingearbeitet Elektroden an Vakuumröhre von Geißler. Das heißt, es enthielt zwei Metallplatten (elektrischer Leiter), die mit einem Stromgenerator verbunden waren. Die positiv geladene Elektrode wird als Anode bezeichnet und die positiv geladene Elektrode wird als Kathode bezeichnet. Plücker beobachtete, dass trotz des Vakuums der Strom weiterhin durch die Vakuumröhre von der Kathode zur Anode floss und ein blassgrünes Licht erzeugte.

Trotz dieser Entdeckungen sollte es zwei Jahrzehnte dauern, bis eine eingehende Untersuchung dieser Lichtröhren endlich durchgeführt werden konnte.

Das Chemiker William Crookes Er war einer der bedeutendsten Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts in Europa, entdeckte Thallium und trug entscheidend zur Entdeckung und Kenntnis der Kathodenstrahlen.

Crookes war ein unermüdlicher Erfinder und bekannt für sein großes Experimentiergeschick. Seine Experimente mit Vakuumentladungsröhren (oder Gauner Rohre) seiner Erfindung waren entscheidend für die Entdeckung des Elektrons und des photoelektrischen Effekts.

1875 hatte er neue Vakuumröhren entworfen, um die Natur dieser leuchtenden Phänomene zu untersuchen. William Crookes entwarf verschiedene Vakuumentladungsröhren. Die bekanntesten sind die drei, die in den Experimenten verwendet wurden, die es uns ermöglichten, die Eigenschaften von Kathodenstrahlen zu kennen. Hier werden wir eine Zusammenfassung bieten, wie das Crookes-Röhrenexperiment war.

Experiment mit abgewinkelten Vakuumentladungsröhren

Eine der von Crookes entworfenen Röhren bildete rechter Winkel und wenn elektrischer Strom durch die Röhre geleitet wurde, wurde beobachtet, dass das Licht im Bereich vor der Kathode intensiver war.

Er führte auch verschiedene Experimente durch, bei denen der Druck in der Röhre variiert wurde, und beobachtete, dass das erzeugte Glühen umso intensiver war, je niedriger der Druck war. Er testete auch Platten aus verschiedenen Metallen als Kathoden und stellte fest, dass das erzeugte Glühen nicht von dem als Elektrode verwendeten Metall abhing.

Diese Ergebnisse zeigten, dass der erzeugte Lichteffekt von der Kathode kam und unabhängig von der Art des in der Elektrode verwendeten Metalls war. Aufgrund dieser Beobachtungen wurde das von der Kathode emittierte grüne Licht benannt Kathodenstrahlen.

Barriere-Vakuumentladungsröhren-Experiment

Das ist vielleicht Crookes' Experiment und Röhre wohlbekannt, da es zu Rückschlüssen von großer Bedeutung über die Natur der Kathodenstrahlen führte.

Nach dem, was er bei den ersten Experimenten mit den abgewinkelten Rohren beobachtete, machte sich Crookes auf Durchlässigkeit untersuchen dieser Strahlen, d. h. zu überprüfen, ob sie in der Lage waren, verschiedene Barrieren zu überwinden. Dafür entwarf William Crookes Vakuumröhren, in die verschiedene Barrieren eingebaut wurden, von denen die bekannteste die Zinkplatte in Form eines Malteserkreuzes ist. Die mit dieser Röhre durchgeführten Experimente zeigten, dass die Kathodenstrahlen von der Malteserkreuzförmige Barriere; da ein kreuzförmiger Schatten in der Mitte der Lumineszenz am Ende der Röhre auftauchte.

Um dieses Experiment durchzuführen, konstruierte Crookes eine Röhre, in der sich die Kathode und die Barriere (metallisches Malzkreuz) befanden in einer geraden Linie und beobachtete, dass der Schatten, der am Ende des Rohres erschien, auch mit diesen beiden Elementen ausgerichtet war.

Dieses Experiment erlaubte ihm, die folgenden Schlussfolgerungen zu ziehen:

• Kathodenstrahlen bewegen sich wie Licht in geraden Linien und werfen Schatten.
• Kathodenstrahlen geben eine Art Energie ab, da das Ende der Röhre, auf das sie auftreffen, erhitzt wurde.

Vakuumröhren-Experiment einem Magnetfeld ausgesetzt

Wir beenden diese Lektion des Crookes-Röhrenexperiments, um über ein anderes sehr wichtiges zu sprechen. William Crookes führte mehrere Experimente durch, um die Natur der Kathodenstrahlen aufzuklären. In einem von ihnen hat er die Vakuumröhre einem Magnetfelder (Bewegen eines Magneten in der Nähe der Vakuumröhre) und beobachteten, dass der Kathodenstrahl abgelenkt wurde, was bei Licht nicht der Fall war.

Mit diesem Experiment konnte später nachgewiesen werden, dass Kathodenstrahlen aus negativ geladenen Teilchen bestehen. Zwanzig Jahre später gelang es J.Thomson, solche Teilchen zu identifizieren als Elektronen.