
極隧射線(Canal Rays)是氣體放電管中由陽極向陰極運動的帶正電粒子流,由德國物理學家歐根·戈爾德施泰因(Eugen Goldstein)于1886年發現。該現象揭示了正電荷粒子的存在,為原子結構研究奠定了基礎。其英文名稱為“canal rays”,源自實驗中粒子穿過陰極金屬闆上的孔道(德語“Kanäle”)的特性。
從物理特性看,極隧射線由電離氣體分子或原子構成,質荷比遠小于陰極射線中的電子,後續研究确認其成分包含質子(H⁺)和電離氣體離子。這一發現推動了質譜儀技術的早期發展,并輔助J.J.湯姆遜測定粒子電荷質量比。
在漢英詞典釋義中,“極隧射線”對應“canal rays/positive rays”,強調其與陰極射線(cathode rays)的電荷極性差異。牛津物理學術語詞典将其定義為“低壓氣體放電中穿過陰極孔隙的正離子束”。該術語現多用于科學史語境,現代物理學中更常用“陽極射線”或“正離子束”等表述。
極隧射線(Canal Rays)是1886年由德國物理學家哥爾茨坦(Eugen Goldstein)在氣體放電管中發現的一種特殊射線。以下是詳細解釋:
基本性質
極隧射線由帶正電的氣體原子或離子組成,産生于低壓氣體放電管中。當施加高電壓時,正離子在電場加速下從陽極附近的小孔(即“極隧”)高速穿過,形成可見的射線束。
發現與命名
哥爾茨坦通過實驗觀察到,這些射線與陰極射線(電子束)運動方向相反,且磁場偏轉方向也相反,因此推斷其由帶正電粒子構成。因其通過陽極上的狹縫(隧洞)射出,故稱為“極隧射線”。
物理機制
在放電管中,氣體分子被電離後,正離子受電場作用向陰極運動,但因陰極設計(如帶孔金屬闆),部分離子高速穿過孔洞形成射線。斯塔克進一步研究發現,這些高速粒子碰撞氣體分子時會産生發光現象,且光譜線因多普勒效應發生位移。
科學意義
極隧射線為研究離子性質提供了重要手段,并推動了原子物理學的進展。例如,斯塔克通過分析其光譜位移,驗證了粒子速度與多普勒頻移的關系,為後續量子理論奠定了基礎。
與現代術語的關聯
極隧射線現通常被稱為“陽極射線”或“正離子束”,其研究直接促進了質譜儀等儀器的發明,成為分析同位素和粒子質量的關鍵技術。
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