Experiment Crookovej trubice

V priebehu 19. storočia existovali postupne záhadné objavy žiarenia ako sú rádiové vlny, katódové lúče alebo röntgenové lúče. Tieto objavy upevnili teóriu, že príroda vysielala „vyžarovania“, ktoré boli schopné konať na diaľku a ktoré zmysly nedokázali vnímať. V tejto lekcii od UČITEĽA zistíme, ako na to Experiment Crookovej trubice bolo to jedno z vedeckých výskumov, ktoré rozhodujúcim spôsobom prispeli k objavu a porozumeniu katódových lúčov.

Vynález vákuová trubica od Hienrich geissler bol zásadným krokom v objave série tajomných žiarení ako napr Röntgenové alebo katódové lúče.

Vákuové pumpy existovali už v roku 1855, ale od tých, ktoré vynašiel Geissler, predstavovali dôležité zlepšenie sa podarilo znížiť tlak vo vnútri sklenenej trubice naplnenej plynom na 0,01% tlaku atmosférický. Geisslerova vákuová trubica bola dosť silná na to znížiť tlak na veľmi malé hodnoty.

V priebehu nasledujúcich 50 rokov nové vákuové čerpadlo Geissler umožnilo vznik základných vynálezov pre pokrok v technológii, ako je napr. elektrická žiarovka a otvoril nové oblasti výskumu.

Neskôr, Július Plücker zapracované elektródy do vákuovej trubice od Geisslera. To znamená, že obsahoval dve kovové dosky (elektrický vodič) pripojené k generátoru prúdu. Kladne nabitá elektróda je známa ako anóda a kladne nabitá elektróda sa nazýva katóda. Plücker poznamenal, že napriek vákuu prúd stále prechádzal vákuovou trubicou z katódy na anódu a produkoval svetlozelené svetlo.

Napriek týmto objavom by trvalo dve desaťročia, kým by sa nakoniec mohla uskutočniť hĺbková štúdia týchto svetelných trubíc.

The chemik William Crookes Bol jedným z najdôležitejších vedcov 19. storočia v Európe, objavil Tálium a rozhodujúcim spôsobom prispel k objavu a poznaniu katódové lúče.

Crookes bol neúnavným vynálezcom a vyznačoval sa svojimi skvelými zručnosťami v oblasti experimentovania. Jeho experimenty s vákuové výbojky (alebo crookesove trubice) jeho vynálezu boli rozhodujúce pre objavenie elektrónu a fotoelektrický jav.

V roku 1875 skonštruoval nové elektrónky na štúdium povahy týchto svetelných javov. William Crookes navrhol rôzne vákuové výbojky. Najznámejšie sú tri, ktoré sa použili pri experimentoch, ktoré nám umožnili zistiť, aké sú charakteristiky katódových lúčov. Tu ponúkneme súhrn toho, aký bol experiment s Crookesovou trubicou.

Experiment s uhlovou vákuovou výbojkou

Jedna z trubíc navrhnutých spoločnosťou Crookes tvorila a pravý uhol a keď elektrický prúd prechádzal trubicou, bolo pozorované, že svetlo bolo intenzívnejšie v oblasti pred katódou.

Vykonal tiež rôzne experimenty meniace tlak vo vnútri trubice a pozoroval, že čím nižší je tlak, tým intenzívnejšia je produkovaná žiara. Testoval tiež platne z rôznych kovov ako katód a zistil, že produkovaná žiara nezávisí od kovu použitého ako elektróda.

Tieto výsledky naznačovali, že produkovaný svetelný efekt pochádzal z katódy a bol nezávislý od typu kovu použitého v elektróde. Vďaka týmto pozorovaniam bolo pomenované zelené svetlo emitované katódou katódové lúče.

Experiment bariérovej vákuovej výbojky

Toto je možno Crookesov experiment a skúmavka najznámejšie, pretože to umožnilo dospieť k veľmi dôležitým záverom o povahe katódových lúčov.

Po tom, čo pozoroval pri prvých experimentoch so zahnutými trubicami, sa vydal na cestu skúmať preniknuteľnosť týchto lúčov, to znamená skontrolovať, či boli schopné prekonať rôzne bariéry. William Crookes na tento účel navrhol vákuové trubice, do ktorých boli inštalované rôzne bariéry, z ktorých najznámejšia je zinková doska v tvare maltského kríža. Pokusy vykonané s touto elektrónkou ukázali, že katódové lúče boli zachytávané lúčom maltská bariéra v tvare kríža; keďže sa uprostred luminiscencie na konci trubice objavil tieň s tvarom kríža.

Na uskutočnenie tohto experimentu spoločnosť Crookes navrhla trubicu, v ktorej boli umiestnené katóda a bariéra (kríž s kovovým sladom) v priamke a pozoroval, že tieň, ktorý sa objavil na konci tuby, bol tiež zarovnaný s týmito dvoma prvkami.

Tento experiment mu umožnil dospieť k týmto záverom:

• Katódové lúče, rovnako ako svetlo, cestujú po priamych líniách a vrhajú tiene.
• Katódové lúče vydávajú určitý druh energie, pretože koniec trubice, do ktorej narazili, bol ohriaty.

Experiment s vákuovou trubicou vystavený magnetickému poľu

Dokončujeme túto lekciu experimentu s Crookesovou trubicou, aby sme hovorili o ďalšej veľmi dôležitej lekcii. William Crookes uskutočnil niekoľko experimentov, aby sa pokúsil objasniť podstatu katódových lúčov. V jednom z nich podrobil vákuovú trubicu magnetické polia (pohyb magnetu v blízkosti vákuovej trubice) a pozoroval, že lúč katódového lúča bol vychýlený, čo však nebol prípad svetla.

Tento experiment neskôr umožnil preukázať, že katódové lúče boli tvorené záporne nabitými časticami. O dvadsať rokov neskôr sa J.Thomsonovi podarilo identifikovať také častice ako elektróny.