Crookesi toru katse
19. sajandi jooksul oli neid järjest salapärased kiirgusavastused nagu raadiolained, katoodkiired või röntgenikiired. Need avastused kinnistasid teooriat, et loodus kiirgas "emanatsioone", mis olid võimelised tegutsema eemal ja mida meeled ei tajunud. Selles ÕPETAJA õppetükis avastame, kuidas Crookesi toru katse see oli üks teaduslikke uuringuid, mis aitas kõige otsustavamalt kaasa katoodkiirte avastamisele ja mõistmisele.
Leiutis vaakumtoru kõrval Hienrich geissler oli põhiline samm selliste salapäraste kiirguste avastamisel nagu Röntgen- või katoodkiired.
Vaakumpumbad olid olemas juba 1855. aastal, kuid Geissleri leiutatud pump kujutas sellest alates olulist paranemist õnnestus vähendada gaasiga täidetud klaastoru siserõhku 0,01% -ni rõhust atmosfääriline. Geissleri vaakumtoru oli piisavalt tugev vähendada survet kuni väga väikeste väärtusteni.
Järgmise 50 aasta jooksul võimaldas Geissleri uus vaakumpump tehnoloogia arenguks oluliste leiutiste tekkimist, nagu näiteks elektriline pirn ja avas uued uurimisvaldkonnad.
Hiljem Julius Plücker sisse lülitatud elektroodid vaakumtorusse autor Geissler. See tähendab, et see ühendas kaks metallplaati (elektrijuht), mis on ühendatud voolugeneraatoriga. Positiivselt laetud elektroodi tuntakse kui anoodi ja positiivselt laetud elektroodi nimetatakse katoodiks. Plücker täheldas, et vaakumist hoolimata voolas vool läbi vaakumtoru katoodilt anoodile, tekitades kahvaturohelist valgust.
Nendest avastustest hoolimata kuluks nende valgustorude põhjalikuks uurimiseks lõpuks kaks aastakümmet.
The keemik William Crookes Ta oli üks 19. sajandi olulisemaid teadlasi Euroopas, avastas Tallium'i ja aitas otsustavalt kaasa katoodkiired.
Crookes oli väsimatu leiutaja ja märkis oma suurt oskust eksperimenteerimise alal. Tema katsed vaakumlahendustorud (või krooktorud) olid tema leiutise elektronide ja fotoelektrilise efekti avastamisel otsustavad.
1875. aastal oli ta kavandanud uued vaakumtorud, et uurida nende helendavate nähtuste olemust. William Crookes kujundas erinevaid vaakumlahendustorusid. Tuntuimad on need kolm, mida kasutati katsetes, mis võimaldasid meil teada, millised olid katoodkiirte omadused. Pakume siin kokkuvõtet sellest, kuidas Crookesi toru eksperiment oli.
Nurga all oleva vaakumlahendustoru katse
Üks Crookesi kujundatud torudest moodustas a täisnurk ja kui elektrivoolu juhiti läbi toru, täheldati, et valgus oli intensiivsem katoodi ees asuvas piirkonnas.
Ta viis läbi ka erinevaid katseid, muutes toru siserõhku, ja täheldas, et mida madalam on rõhk, seda intensiivsem sära tekib. Samuti katsetas ta katoodidena erinevatest metallidest plaate ja leidis, et tekitatud sära ei sõltu elektroodina kasutatud metallist.
Need tulemused näitasid, et tekitatud valgusefekt pärineb katoodist ja see ei sõltu elektroodis kasutatud metalli tüübist. Nende vaatluste tõttu nimetati katoodi kiiratav roheline tuli katoodkiired.
Tõkke vaakumlahendustoru katse
See on võib-olla Crookesi eksperiment ja tuub kõige paremini tuntud, kuna see võimaldas katoodkiirte olemuse kohta teha väga olulisi järeldusi.
Pärast seda, mida ta täheldas esimestes katsetes nurga all olevate torudega, asus Crookes teele uurida läbitungitavust nendest kiirtest ehk kontrollida, kas need on võimelised ületama erinevaid tõkkeid. Selleks kavandas William Crookes vaakumtorud, millesse olid paigaldatud erinevad tõkked, millest tuntuim on Malta risti kujuline tsinkplaat. Selle toruga läbi viidud katsed näitasid, et katoodkiired olid katkestatud maltsa ristikujuline tõke; kuna ilmus ristikujuline vari luminestsentsi keskele, toru otsa.
Selle katse läbiviimiseks konstrueeris Crookes toru, milles asusid katood ja tõkkepuu (metalliline linnase rist) sirgjooneliselt ja täheldas, et toru otsa ilmunud vari oli ka nende kahe elemendiga joondatud.
See katse võimaldas tal jõuda järgmistele järeldustele:
- Katoodkiired, nagu valgus, liiguvad sirgjooneliselt ja heidavad varje.
- Katoodkiired eraldavad mingisugust energiat, kuna toru otsa, kuhu nad tabasid, soojendati.
Magnetväljale allutatud vaakumtoru katse
Lõpetame selle Crookesi torukatse õppetunni, et rääkida veel ühest väga olulisest. William Crookes viis katoodkiirte olemuse selgitamiseks läbi mitu katset. Ühes neist allutati ta vaakumtorule magnetväljad (magneti liikumine vaakumtoru läheduses) ja täheldas, et katoodkiirekiir oli paindunud, mida valgus ei teinud.
See katse võimaldas hiljem demonstreerida, et katoodkiired koosnesid negatiivselt laetud osakestest. 20 aastat hiljem õnnestus J.Thomsonil tuvastada sellised osakesed nagu elektronid.
