
极隧射线(Canal Rays)是气体放电管中由阳极向阴极运动的带正电粒子流,由德国物理学家欧根·戈尔德施泰因(Eugen Goldstein)于1886年发现。该现象揭示了正电荷粒子的存在,为原子结构研究奠定了基础。其英文名称为“canal rays”,源自实验中粒子穿过阴极金属板上的孔道(德语“Kanäle”)的特性。
从物理特性看,极隧射线由电离气体分子或原子构成,质荷比远小于阴极射线中的电子,后续研究确认其成分包含质子(H⁺)和电离气体离子。这一发现推动了质谱仪技术的早期发展,并辅助J.J.汤姆逊测定粒子电荷质量比。
在汉英词典释义中,“极隧射线”对应“canal rays/positive rays”,强调其与阴极射线(cathode rays)的电荷极性差异。牛津物理学术语词典将其定义为“低压气体放电中穿过阴极孔隙的正离子束”。该术语现多用于科学史语境,现代物理学中更常用“阳极射线”或“正离子束”等表述。
极隧射线(Canal Rays)是1886年由德国物理学家哥尔茨坦(Eugen Goldstein)在气体放电管中发现的一种特殊射线。以下是详细解释:
基本性质
极隧射线由带正电的气体原子或离子组成,产生于低压气体放电管中。当施加高电压时,正离子在电场加速下从阳极附近的小孔(即“极隧”)高速穿过,形成可见的射线束。
发现与命名
哥尔茨坦通过实验观察到,这些射线与阴极射线(电子束)运动方向相反,且磁场偏转方向也相反,因此推断其由带正电粒子构成。因其通过阳极上的狭缝(隧洞)射出,故称为“极隧射线”。
物理机制
在放电管中,气体分子被电离后,正离子受电场作用向阴极运动,但因阴极设计(如带孔金属板),部分离子高速穿过孔洞形成射线。斯塔克进一步研究发现,这些高速粒子碰撞气体分子时会产生发光现象,且光谱线因多普勒效应发生位移。
科学意义
极隧射线为研究离子性质提供了重要手段,并推动了原子物理学的进展。例如,斯塔克通过分析其光谱位移,验证了粒子速度与多普勒频移的关系,为后续量子理论奠定了基础。
与现代术语的关联
极隧射线现通常被称为“阳极射线”或“正离子束”,其研究直接促进了质谱仪等仪器的发明,成为分析同位素和粒子质量的关键技术。
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