Crookes tube eksperiment

I løpet av 1800-tallet var det suksessive mystiske strålefunn slik som radiobølger, katodestråler eller røntgenstråler. Disse oppdagelsene konsoliderte teorien om at naturen sendte ut "emanasjoner" som var i stand til å handle på avstand, og som sansene ikke kunne oppfatte. I denne leksjonen fra en LÆRER vil vi oppdage hvordan Crookes tube eksperiment det var en av de vitenskapelige undersøkelsene som bidro på en mest avgjørende måte til oppdagelsen og forståelsen av katodestråler.

Oppfinnelsen av vakuumrør av Hienrich geissler var et grunnleggende trinn i oppdagelsen av en serie mystiske strålinger som f.eks Røntgen eller katodestråler.

Vakuumpumper eksisterte allerede i 1855, men den som ble oppfunnet av Geissler representerte en viktig forbedring siden klarte å redusere trykket inne i et gassfylt glassrør til 0,01% av trykket atmosfærisk. Geisslers vakuumrør var sterk nok til å redusere trykket ned til veldig små verdier.

I løpet av de neste 50 årene muliggjorde Geisslers nye vakuumpumpe fremveksten av grunnleggende oppfinnelser for utvikling av teknologi som

elektrisk lyspære og åpnet nye felt for forskning.

Seinere, Julius Plücker innlemmet elektroder til vakuumrør av Geissler. Det vil si at den inkorporerte to metallplater (elektrisk leder) koblet til en strømgenerator. Den positivt ladede elektroden er kjent som anoden og den positivt ladede elektroden kalles katoden. Plücker observerte at til tross for vakuumet fortsatte strømmen å strømme gjennom vakuumrøret fra katoden til anoden, og produserte et lysegrønt lys.

Til tross for disse oppdagelsene vil det ta to tiår før en grundig studie av disse lysrørene endelig ble utført.

De kjemiker William Crookes Han var en av de viktigste forskerne på 1800-tallet i Europa, oppdaget Thallium og bidro avgjørende til oppdagelsen og kunnskapen om katodestråler.

Crookes var en utrettelig oppfinner og kjent for sin store dyktighet innen eksperimentering. Hans eksperimenter med vakuumutløpsrør (eller krokerør) av hans oppfinnelse var avgjørende for oppdagelsen av elektronet og den fotoelektriske effekten.

I 1875 hadde han designet nye vakuumrør for å studere naturen til disse lysende fenomenene. William Crookes designet forskjellige vakuumutløpsrør. De mest kjente er de tre som ble brukt i eksperimentene som tillot oss å vite hva egenskapene til katodestråler var. Her skal vi tilby et sammendrag av hvordan Crookes tube-eksperimentet var.

Eksperiment med vinklet vakuumutladningsrør

Et av rørene designet av Crookes dannet en rett vinkel og da elektrisk strøm ble ført gjennom røret, ble det observert at lyset var mer intenst i området foran katoden.

Han utførte også forskjellige eksperimenter som varierte trykket inne i røret og observerte at jo lavere trykk, jo mer intens glød som ble produsert. Han testet også plater av forskjellige metaller som katoder og fant at den produserte gløden ikke var avhengig av metallet som ble brukt som elektroden.

Disse resultatene indikerte at den produserte lyseffekten kom fra katoden, og var uavhengig av typen metall som ble brukt i elektroden. På grunn av disse observasjonene ble det grønne lyset fra katoden navngitt katodestråler.

Eksperiment med barriere vakuumutslippsrør

Dette er kanskje Crookes eksperiment og tube mest kjent, siden det tillot å komme til konklusjoner av stor betydning om katodestrålenes natur.

Etter det han observerte i de første eksperimentene med de vinklede rørene, satte Crookes ut til undersøke gjennomtrengelighet av disse strålene, det vil si for å sjekke om de var i stand til å krysse forskjellige barrierer. For dette designet William Crookes vakuumrør der forskjellige barrierer ble installert, hvorav den mest kjente er sinkplaten i form av et maltesisk kors. Eksperimentene utført med dette røret viste at katodestrålene ble snappet opp av maltesisk kryssformet barriere; siden en skygge med korsformen dukket opp, midt i luminescensen, på enden av røret.

For å utføre dette eksperimentet designet Crookes et rør der katoden og barrieren (metallisk maltkors) var plassert i en rett linje, og observerte at skyggen som dukket opp på enden av røret, også var justert med disse to elementene.

Dette eksperimentet tillot ham å komme til følgende konklusjoner:

• Katodestråler, som lys, beveger seg i rette linjer og kaster skygger.
• Katodestråler gir fra seg en slags energi siden enden på røret der de traff var oppvarmet.

Vakuumrøreksperiment utsatt for et magnetfelt

Vi avslutter denne leksjonen i Crookes tube-eksperiment for å snakke om en annen veldig viktig. William Crookes gjennomførte flere eksperimenter for å prøve å belyse katodestrålenes natur. I en av dem utsatte han vakuumrøret for magnetiske felt (flyttet en magnet i nærheten av vakuumrøret) og observerte at katodestrålebøyen ble avbøyd, noe som ikke var tilfelle med lys.

Dette eksperimentet gjorde det senere mulig å demonstrere at katodestråler var sammensatt av negativt ladede partikler. Tjue år senere klarte J.Thomson å identifisere slike partikler som elektroner.