EUGEN GOLDSTEIN: KHÁM PHÁ VÀ ĐÓNG GÓP - VẬT LÝ - 2026

Eugen Goldstein là một nhà vật lý lỗi lạc người Đức, sinh ra ở Ba Lan ngày nay vào năm 1850. Công trình khoa học của ông bao gồm các thí nghiệm về các hiện tượng điện trong chất khí và tia âm cực.

Goldstein đã xác định sự tồn tại của proton là các điện tích bằng nhau và trái dấu với electron. Khám phá này được thực hiện thông qua thí nghiệm với ống tia âm cực vào năm 1886.

Chùm êlectron có hướng từ cực âm sang cực dương.

Một trong những di sản nổi bật nhất của ông là việc khám phá ra cái mà ngày nay được gọi là proton, cùng với các tia kênh, còn được gọi là tia cực dương hoặc cực dương.

Có một mô hình nguyên tử Goldstein không?

Godlstein đã không đề xuất một mô hình nguyên tử, mặc dù những khám phá của ông đã cho phép phát triển mô hình nguyên tử của Thomson.

Mặt khác, đôi khi ông được ghi nhận là người phát hiện ra proton, mà ông đã quan sát thấy trong các ống chân không, nơi ông quan sát các tia âm cực. Tuy nhiên, Ernest Rutherford được coi là người có công khám phá trong cộng đồng khoa học.

Thí nghiệm tia catốt

Ống Crookes

Goldstein bắt đầu thử nghiệm của mình với ống Crookes vào những năm 1970. Sau đó, ông đã sửa đổi cấu trúc do William Crookes phát triển vào thế kỷ 19.

Cấu tạo cơ bản của ống Crookes bao gồm một ống rỗng làm bằng thủy tinh, bên trong có các chất khí lưu thông. Áp suất của các khí bên trong ống được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh sự thoát khí bên trong ống.

Thiết bị có hai bộ phận bằng kim loại, ở mỗi đầu có một bộ phận hoạt động như điện cực và cả hai đầu đều được nối với nguồn điện áp bên ngoài.

Bằng cách nhiễm điện trong ống, không khí ion hóa và trở thành chất dẫn điện. Do đó, các khí trở nên huỳnh quang khi đóng mạch giữa hai đầu ống.

Crookes kết luận rằng hiện tượng này là do sự tồn tại của tia âm cực, tức là dòng electron. Với thí nghiệm này, sự tồn tại của các hạt cơ bản mang điện tích âm trong nguyên tử đã được chứng minh.

Sửa đổi ống Crookes

Goldstein đã sửa đổi cấu trúc của ống Crookes, thêm một số lỗ vào một trong các cực âm kim loại trong ống.

Ngoài ra, ông còn lặp lại thí nghiệm với việc sửa đổi ống Crookes, tăng hiệu điện thế giữa hai đầu ống lên vài nghìn vôn.

Theo cấu hình mới này, Goldstein phát hiện ra rằng ống phát ra ánh sáng mới từ phần cuối của ống đã bị đâm thủng.

Tuy nhiên, điểm nổi bật là những tia này chuyển động ngược hướng với tia âm cực và được gọi là tia kênh.

Goldstein kết luận rằng, ngoài tia âm cực đi từ cực âm (điện tích âm) về phía anôt (điện tích dương), còn có một tia khác truyền theo hướng ngược lại, tức là từ cực dương hướng tới cực âm của ống biến đổi.

Ngoài ra, hành vi của các hạt đối với điện trường và từ trường của chúng, hoàn toàn ngược lại với các tia âm cực.

Dòng chảy mới này đã được Goldstein rửa tội thành các tia kênh. Vì các tia kênh truyền ngược hướng với tia âm cực, Goldstein suy ra rằng bản chất điện tích của chúng cũng phải ngược lại. Đó là, các tia kênh đã được tích điện dương.

Tia kênh

Tia kênh phát sinh khi tia âm cực va chạm với các nguyên tử trong chất khí bị giam trong ống nghiệm.

Các hạt mang điện bằng nhau thì đẩy nhau. Bắt đầu từ cơ sở này, các điện tử của tia âm cực đẩy các điện tử của nguyên tử khí, và các điện tử sau này được giải phóng khỏi sự hình thành ban đầu của chúng.

Các nguyên tử khí mất điện tích âm và trở nên tích điện dương. Các cation này bị hút vào điện cực âm của ống, tạo ra lực hút tự nhiên giữa các điện tích trái dấu.

Goldstein đặt tên cho những tia này là "Kanalstrahlen" để chỉ đối chiếu của tia âm cực. Các ion tích điện dương tạo nên các tia kênh di chuyển về phía catốt đục lỗ cho đến khi chúng đi qua nó, theo bản chất của thí nghiệm.

Do đó, loại hiện tượng này được giới khoa học gọi là tia kênh, vì chúng đi qua lỗ thủng hiện có trong cực âm của ống nghiên cứu.

Sửa đổi ống catốt

Tương tự như vậy, các bài luận của Eugen Godlstein cũng góp phần đáng kể vào việc đào sâu các quan niệm kỹ thuật về tia âm cực.

Qua các thí nghiệm trong các ống hút chân không, Goldstein phát hiện ra rằng các tia catốt có thể tạo ra các bóng phát xạ sắc nhọn vuông góc với khu vực được che phủ bởi catốt.

Khám phá này rất hữu ích để sửa đổi thiết kế của các ống catốt được sử dụng cho đến nay và đặt các catốt lõm vào các góc của chúng, để tạo ra các tia hội tụ sẽ được sử dụng trong nhiều ứng dụng trong tương lai.

Tia kênh, còn được gọi là tia anốt hoặc tia dương, phụ thuộc trực tiếp vào các đặc tính vật lý - hóa học của chất khí chứa trong ống.

Do đó, mối quan hệ giữa điện tích và khối lượng của các hạt sẽ khác nhau tùy thuộc vào bản chất của chất khí được sử dụng trong quá trình thí nghiệm.

Với kết luận này, thực tế là các hạt đi ra từ bên trong chất khí chứ không phải từ cực dương của ống nhiễm điện đã được làm rõ.

Đóng góp của Goldstein

Những bước đầu tiên trong việc khám phá ra proton

Dựa trên sự chắc chắn rằng điện tích của nguyên tử là trung hòa, Goldstein đã thực hiện những bước đầu tiên để xác minh sự tồn tại của các hạt cơ bản mang điện tích dương.

Cơ sở vật lý hiện đại

Công trình nghiên cứu của Goldstein đã mang lại cho họ những nền tảng của vật lý hiện đại, kể từ khi chứng minh được sự tồn tại của các tia kênh cho phép chính thức hóa ý tưởng rằng các nguyên tử chuyển động nhanh chóng và với một kiểu chuyển động cụ thể.

Loại khái niệm này là chìa khóa trong lĩnh vực ngày nay được gọi là vật lý nguyên tử, tức là lĩnh vực vật lý nghiên cứu toàn bộ hành vi và tính chất của nguyên tử.

Nghiên cứu đồng vị

Vì vậy, các phân tích của Goldstein đã làm nảy sinh ra việc nghiên cứu các đồng vị, chẳng hạn, trong số nhiều ứng dụng khoa học khác đang có hiệu lực hiện nay.

Tuy nhiên, cộng đồng khoa học cho rằng việc phát hiện ra proton là do nhà hóa học và vật lý người New Zealand Ernest Rutherford vào giữa năm 1918.

Việc phát hiện ra proton, như là đối trọng của electron, đã đặt nền móng cho việc xây dựng mô hình nguyên tử mà chúng ta biết ngày nay.

Người giới thiệu

1. Thí nghiệm Canal Ray (2016). Phục hồi từ: byjus.com
2. Các mô hình nguyên tử và nguyên tử (nd). Khôi phục từ: recursostic.educacion.es
3. Eugen Goldstein (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Được khôi phục từ: britannica.com
4. Eugen Goldstein (nd). Đã khôi phục từ: chemed.chem.purdue.edu
5. Proton (sf). Havana Cuba. Đã khôi phục từ: ecured.cu
6. Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí (2018). Eugen Goldstein. Phục hồi từ: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí (2018). Ống Crookes. Phục hồi từ: es.wikipedia.org