Файл: Столярчук В.Г. Строение атома и периодическая система элементов Д. И. Менделеева.pdf

В

1838

г о д у

Фарад е й ,

п р о п у с к а я

ток

от э л е к т р и ч е с к о й

да*»

шины

ч е р е з

стеклянную

трубку

с

воздухом при н и з к о м

д а в л е н и и ,

наблвдал

с в е ч е н и е

к а т о д а .

В

1858

году

Плюкер

о б н а р у к и л . ч т о ,

когда

д а в л е н и е

воздуха

в

т р у б к е

с ш я а е т с я ,

то

с в е ч е н и е

в о -

ируг

к а т о д а

с т а н о в и т с я

б о л е е

протяженным.

В

1879

г с д у

а н ­

гличанин

В.Круиз

и з о б р ё л

множество к а т о д н о - д у ч е в ы х

т р у б о к ,

которые

позволили

д е м о н с т р и р о в а т ь

не

только

с в е ч е н и е ,

но

я

и с с л е д о в а т ь с в о й с т в а с в е ч е н и я .

Пропуокая

э л е к т р и ч е с к и й

т о к

высокого напряжения

ч е р е з

стекяянные

трубки

с

разреженным

г а з о м ,

и с с л е д о в а т е л я н а б л ю ­

д а л и ,

что

о т

поверхности

к а т о д а

перпендикулярно

и с х о д и т

невидимое

и з л у ч е н и е ,

вызывающее

я р к о е

з е л ё н о е

с в е ч е н и е

(флюоресценцию)

к а к

с т е к л а

трубки

в

т о м ы е с т е ,

к у д а

и з л у ч е ­

ние п а д а е т ,

т а к

и

с а м о г о

г а з а ,

наполняющего

т р у б к у .

Излучение

о т

к а т о д а

названо

катодным

излучением»

К р у ю выступил с предположением,

что катодные л у ч и

я в л я ­

ются

потоками

мельчайших

частиц

,

осколками

молекул

или .

а т о м о в .

Природа

частиц

была

выяснена

в

р е з у л ь т а т е

р а б о т

а н г л и й с к о г о

физика

Д к . Д к . Т о ь е о н а

и д р у г и х

у ч ё н ы х .

Катодные

л у ч и р а з о г р е в а е т

т е л а , на

которые

они

п а д а ю т ,

двигают

очень

л ё г к и е

предметы,

с л е д о в а т е л ь н о ,

имеют

н е к о т о ­

рую массу

и

обладают

кинетической

э н е р г и е й .

Энергия

э т а

з а ­

висит

от

их

с к о р о с т и ,

а

п осл е д н я я

-

от

приложенного

к э л е к ­

тродам напряжения .

- Катодные лучи

-

ш т о к

мельчайших - частиц,

обладающих

огром­

ной с к о р о с т ь ю

(I50COO

к м / с е к ) ,

вызывают с в е ч е н и е

но

только

с т е к л а ,

но

и

д р у г и х

веществ

( к а л ь ц и т а ,

флюорита

и

лр'.Х

на

которые

они

пал.а«>т.

Катодные

лучи

о т к л о н я е т с я

в

магнитном

и

э л е к т р и ч е с к о м п о ­

лях

в

сторону положительного полюса

( з а р я д а ) .

Из

з т о г о

Факта

с л е д о в а л

вывод,

что

катодные лучи

обладают

. отрицательный

з а р я д о м ,

поэтому

«ни

о т т а л к и в а ю т с я

о т р и ц а т е л ь ­

ным

полюсом.

Свойства

катодных

лучей

не з а в и с я т

ни

от

м а т е р и -

' з л а ,

из

к о т о р о г о

с д е л а н

к а т о д ,

ни

о т

природы

разреженного

г а ­

з а ,

находящегося

в

трубкёь

Эти

частицы

являются

о б я з а т е л ь н о й

с о с т а в н о й

частью

атомов любых э л е м е н т о в и отрываются

о т этих

после дня я

под

в о з д е й с т в и е м

э л е к т р и ч е с т в а .

Кйтодные

частицы

известны

только

в

заряженном

с о с т о я н и и

к

ке

могут

быть

лишенн

своих

з а р я д о в ,

т . е .

н е

могут бы^ь

п р е ­

вращены

в

нейтральные

частицы

- э л е к т р и ч е с к и й

заряд

с о с т а в ­

л я е т сущность

их

природы. Эти

частицы

по

предложению

С т о н е я .

л с л у ч а л и

н а з в а н и е

э л е к т р о н о в

и

о б о з н а ч а ю т с я

Q

или

( 6 ) .

Так

к а к

природа

э л е к т р о н о в

о с т а ё т с я

в с е г д а

одной

и

той

ж е ,

кз

к а к о г о

материала

ни

и з г о т о в л я л с я

бы к а т о д ,

то

электроны

п^ог . ставляпт

собой

обшуо

составную

ч а с т ь

атомов

всех

э л е м е н ­

т о в .

Особыми

приёмами

у д а л о с ь определить

иассу

катодных

частиц

•: величину

их

з а р я д а ,

о к а з а л о с ь ,

что

масса

э л е к т р о н а

••

=

9 , 1 0 б « Ю ~ 2

8 г

или

1/1837,5 массы

атома водорода

,

ил*

С,СС055 у . е .

( у г л е р о д н ы х

е д и н и ц ) ;

радиус

э л е к т р о н а

примерно

z IC0000

р а з

меньше

р а д и у с а

а т о м а .

З а р я д

э л е к т р е т а

р а в е н

Г , б - Г О ~ 1 9

кулонов

или

4 , 8 1 ч О - Я Г 1

0

C G ^ ' t *

По

современным

ь о з з р е н и я н , з а р я д

э л е к т р о н а

есть

наименьший

э л е к т р и ч е с к и й

з а р я д ,

наимгньшее к о л и ч е с т в о

э л е к т р и ч е с т в а ,

ка--

к о е

мокет

с у щ е с т в о в а т ь ,

и это . к о л и ч е с т в о

э л е к т р и ч е с т в а

п р и н я ­

то

за

единицу»

Э.

Tgp'/озлектронная

эмиссия

( и л и

термоэлектрический

эффект)

Термоэлектронная

э м и с с и я ,

открытая

Эдиссоном

в

1881 году

'".'"О,

заключается

в

„точ,

что

эле»троны

могут

также"

и с п у с к а т ь ^

металлами

и

" р а

н а к а л и в а н и и .

Отот

эффект ныне

и с п о л ь з у е т с я

г.адяолакгтах„

кинескопах

т е л е в и з о р о в ,

в в н п р р м и т м я х

п е р е н е и -

о

тока

и

т . п .

-

7

-

3 .

Анодные

лучи

Анодные

( и л и

наналовые)лучи

были

открыты в

1886 г о д у

немецкий

физиком

Ы.Гольmгей ном.

Анодные

лучи

-

э т о

п о т о к

невидимых

положительно

заряженных

частиц ( и о н о в ) г а з а ,

наполняющего

т р у б к у , образующихся

при

д е й с т в и и

на

молекулы

( а т о м ы ) г а з а

катодных л у ч е й .

Эти

ч а с т и ~

цы д в и н у т с я

s н а п р а в л е н и и ,

обратном

двияению катодных

л у ч е й ,

т . е . исходят

как

бы «з

а н о д а ,

отсюда

и

н а з в а н и е -

анодные

•

лучи

^ 7 ] .

Масса

частиц

этих

лучей

равна

м а с с е молекул

г а з а ,

з а п о л н я ­

ющего т р у б к у ,

а

заряд

р а в е н

или к р а т е н

з а р я д у

э л е к т р о н а ,

т . е .

эти

ионы

п р е д с т а в л я ю т

собой

молекулы

г а з а катодной

т р у б к и ,

потерявшие

один

или н е с к о л ь к о

э л е к т р о н о в .

Если

в катод

п р о ­

д е л а т ь о т в е р с т и я

( к а н а л ы ) ,

то

ч а с т ь

анодных - лучей

по

инерции

п р о н и к а е т

через

них в

з а к а т о д н о в

п р о с т р а н с т в о ,

отсюда

и д р у ­

г о е

их н а з в а н и е

-

каналовые

л у ч и .

4.

Фотоэлектрический

эффект

Фотоэлектрический

эффект

был открыт

в

1887

году

немецким

Московского у н и в е р с и т е т а

Александром

Г р и г о р ь е в и ч е м С т о л е т о - •

вым ( 1839-1896 г

г . ) .

Первые

опыты,

касающееся Ф о т о э л е к т р и ч е с к о г о

э ф ф е к т а ,

были

поставлены

Столетовым в

ф е в р а л е

1888

года

и

закончены в

ию­

не т о г о же г о д а .

Фотозлектрическиу эффектом н а з ы в а е т с я

ф и з и ч е с к о е

я в л е н и е ,

заключающееся

в

том,

что

тьёрдие

вешества

и

жидкости

под

д е й с т в и е м

излучения

( о с ь е ш е н и я )

выбрасывают

в

окружающее

их

п р о с т р а н с т в о

электроны ( ф о т о э л е к т р о н ы ) , при

этом вещество

з а р я ж а е т с я положительно?

7 ] .- .

Э т о я в л е н и е

и с п о л ь з у е т с я в

приборах - ф о т о э л е м е н т а х .

Учёным Ленардом

было п о к а з а н о ,

что вспуокаемые к а т о д о м под

(1899

1%);

Таким

о б р а з о м , электроны

катодных

л у ч е й ,

т е р м о э л е к т р о н ы ,

фотоэлектроны

имеют

совершенно

одинаковые

с в о й с т в а .

5.

Р е н т г е н о в с к и е

лучи

Р е н т г е н о в с к и е

лучи

были

открыта

немецким

учёным

Рентгеном в 1895 г .

Р е н т г е н ,

и з у ч а я

катодные

л у ч и , о б н а р у ­

жил,

что при падении

последних

на с т е к л о

катодной

трубки от

- с т е к л а

исходит

о с о б о е

невидимое

и з л у ч е н и е , к о т о р о е

он

н а ­

звал

X ( и к с )

-

л у ч а м и ,

э т и лучи д е й с т в у ю т

на

ф о т о п л а с т и н к у ,

п р о н и к а е т

в

той

или

иной

степени

ч е р е з б у м а г у ,

д е р е в о ,

к а р ­

т о н ,

тканж тела

и пластинки

лёгких

м е т а л л о в ,

но задерживают ­

с я тяжёлыми

металлами

( б а р и е м ,

с в и н ц о м ) ,

не

отклоняются

ни в

э л е к т р и ч е с к о м ,

пи в

магнитном

п о л я х ,

т . е .

я в л я г т е я

э л е к т р о ­

нейтральными . Они также способны ионизировать

г а з ы ,

п р е в р а ­

щая

их

в

положительно

заряженные

ионы

путём

выбивания

э л е к ­

т р о н о в .

• Эти лучи

вх-последствия

были

названы

лучами

Р е н т г е н а ,

сни

также

о б р а з у е т с я

и при падении

катодных

лучей» на пластинки

металла -

антикатоды .

Лучшим

антикатодом

я в л я е т с я

плаагина.

Р е н т г е н о в с к и е

лучи

-

э т о к о р о т к о в о л н о в о е

излучение

с

длиной

волгш

от 0,06 до

20А°,

зависящее

о т

природы

а н т и к а т о д а .

Р е н т г е н о в '

хие лучи

л о л у ч а и т

е

специальных

рентгеновских

трубках

и

иоцользупт

д л я рентгеноскопических

исследований 1

структуры

м е т а л л о в ,

кристаллов

и д р . в е т е с т в ,

а

также

они

широко

лрчиеняются в

медицине!

0,9 \ .