EUGEN GOLDSTEIN: SCOPERTE E CONTRIBUTI - FISICO - 2024

Eugen Goldstein era un importante fisico tedesco, nato nell'odierna Polonia nel 1850. Il suo lavoro scientifico include esperimenti con fenomeni elettrici nei gas e nei raggi catodici.

Goldstein ha identificato l'esistenza dei protoni come cariche uguali e opposte agli elettroni. Questa scoperta è stata fatta attraverso la sperimentazione con tubi a raggi catodici, nel 1886.

Il fascio di elettroni viene diretto dal catodo all'anodo.

Una delle sue più importanti eredità consisteva nella scoperta di quelli che oggi sono conosciuti come protoni, insieme ai raggi del canale, noti anche come raggi anodici o positivi.

Esisteva un modello atomico Goldstein?

Godlstein non ha proposto un modello atomico, sebbene le sue scoperte abbiano permesso lo sviluppo del modello atomico di Thomson.

D'altra parte, a volte è accreditato come lo scopritore del protone, che ha osservato nei tubi a vuoto dove ha osservato i raggi catodici. Tuttavia, Ernest Rutherford è considerato lo scopritore nella comunità scientifica.

Esperimenti sui raggi catodici

Tubi di Crookes

Goldstein iniziò i suoi esperimenti con i tubi di Crookes negli anni '70, quindi apportò modifiche alla struttura sviluppata da William Crookes nel 19 ° secolo.

La struttura di base del tubo di Crookes è costituita da un tubo vuoto in vetro, all'interno del quale circolano i gas. La pressione dei gas all'interno del tubo viene regolata moderando l'evacuazione dell'aria al suo interno.

L'apparecchio ha due parti metalliche, una a ciascuna estremità, che fungono da elettrodi, ed entrambe le estremità sono collegate a sorgenti di tensione esterne.

Elettrificando il tubo, l'aria ionizza e diventa un conduttore di elettricità. Di conseguenza, i gas diventano fluorescenti quando il circuito tra le due estremità del tubo è chiuso.

Crookes concluse che questo fenomeno era dovuto all'esistenza dei raggi catodici, cioè al flusso di elettroni. Con questo esperimento è stata dimostrata l'esistenza di particelle elementari con carica negativa negli atomi.

Modifica dei tubi di Crookes

Goldstein ha modificato la struttura del tubo di Crookes, aggiungendo diverse perforazioni a uno dei catodi metallici nel tubo.

Inoltre, ha ripetuto l'esperimento con la modifica del tubo di Crookes, aumentando la tensione tra le estremità del tubo a diverse migliaia di volt.

Sotto questa nuova configurazione, Goldstein ha scoperto che il tubo emetteva un nuovo bagliore dall'estremità del tubo che era stato perforato.

Tuttavia, il punto forte è che questi raggi si muovevano nella direzione opposta ai raggi catodici e venivano chiamati raggi di canale.

Goldstein ha concluso che, oltre ai raggi catodici, che viaggiavano dal catodo (carica negativa) verso l'anodo (carica positiva), c'era un altro raggio che viaggiava nella direzione opposta, cioè dall'anodo verso il catodo del tubo modificato.

Inoltre, il comportamento delle particelle rispetto al loro campo elettrico e magnetico, era totalmente opposto a quello dei raggi catodici.

Questo nuovo flusso fu battezzato da Goldstein come raggi del canale. Poiché i raggi del canale viaggiavano nella direzione opposta ai raggi catodici, Goldstein ha dedotto che anche la natura della loro carica elettrica doveva essere opposta. Cioè, i raggi del canale erano caricati positivamente.

Raggi del canale

I raggi del canale sorgono quando i raggi catodici entrano in collisione con gli atomi nel gas che è confinato all'interno della provetta.

Particelle ugualmente cariche si respingono a vicenda. A partire da questa base, gli elettroni del raggio catodico respingono gli elettroni degli atomi di gas, e questi ultimi vengono rilasciati dalla loro formazione originaria.

Gli atomi di gas perdono la loro carica negativa e si caricano positivamente. Questi cationi sono attratti dall'elettrodo negativo del tubo, data la naturale attrazione tra cariche elettriche opposte.

Goldstein ha chiamato questi raggi "Kanalstrahlen" per riferirsi alla controparte dei raggi catodici. Gli ioni caricati positivamente che compongono i raggi del canale si muovono verso il catodo perforato fino a quando non lo attraversano, data la natura dell'esperimento.

Quindi, questo tipo di fenomeno è noto nel mondo scientifico come raggi di canale, poiché passano attraverso la perforazione esistente nel catodo del tubo di studio.

Modifica dei tubi catodici

Allo stesso modo, anche i saggi di Eugen Godlstein hanno contribuito in modo significativo all'approfondimento delle nozioni tecniche sui raggi catodici.

Attraverso esperimenti in tubi sottovuoto, Goldstein ha scoperto che i raggi catodici potevano proiettare ombre nette di emissione perpendicolari all'area coperta dal catodo.

Questa scoperta è stata molto utile per modificare il design dei tubi catodici utilizzati fino ad oggi e per posizionare catodi concavi nei loro angoli, per produrre raggi focalizzati che sarebbero stati utilizzati in una varietà di applicazioni in futuro.

I raggi del canale, noti anche come raggi anodici o raggi positivi, dipendono direttamente dalle caratteristiche fisico-chimiche del gas contenuto all'interno del tubo.

Di conseguenza, la relazione tra la carica elettrica e la massa delle particelle sarà diversa a seconda della natura del gas che viene utilizzato durante l'esperimento.

Con questa conclusione è stato chiarito il fatto che le particelle uscivano dall'interno del gas e non dall'anodo del tubo elettrificato.

Contributi di Goldstein

Primi passi nella scoperta del protone

Sulla base della certezza che la carica elettrica degli atomi è neutra, Goldstein ha mosso i primi passi per verificare l'esistenza di particelle fondamentali caricate positivamente.

Fondamenti della fisica moderna

Il lavoro di ricerca di Goldstein ha portato con sé le basi della fisica moderna, poiché la dimostrazione dell'esistenza dei raggi canalari ha permesso di formalizzare l'idea che gli atomi si muovessero rapidamente e con uno specifico modello di movimento.

Questo tipo di nozione era fondamentale in quella che oggi è conosciuta come fisica atomica, cioè il campo della fisica che studia il comportamento e le proprietà degli atomi nella loro interezza.

Studio degli isotopi

Pertanto, le analisi di Goldstein hanno dato origine allo studio degli isotopi, ad esempio, tra molte altre applicazioni scientifiche che sono in pieno vigore oggi.

Tuttavia, la comunità scientifica attribuisce la scoperta del protone al chimico e fisico neozelandese Ernest Rutherford a metà del 1918.

La scoperta del protone, come controparte dell'elettrone, pose le basi per la costruzione del modello atomico che conosciamo oggi.

Riferimenti

1. Canal Ray Experiment (2016). Estratto da: byjus.com
2. I modelli atomici e atomici (nd) Estratto da: recursostic.educacion.es
3. Eugen Goldstein (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Estratto da: britannica.com
4. Eugen Goldstein (nd). Estratto da: chemed.chem.purdue.edu
5. Protone (sf). L'Avana Cuba. Recupero da: ecured.cu
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Eugen Goldstein. Estratto da: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Tubo di Crookes. Estratto da: es.wikipedia.org