基本介紹
- 中文名：極隧射線
- 外文名：canal ray
- 特徵：快速帶電原子或分子流
- 學科：物理學
- 發現時間：1886
- 發現人：戈爾德斯坦
介紹,都卜勒效應,套用,
介紹
1886年戈爾德斯坦（Goldstein，E.）就採用了有著穿孔陰極的陰極射線管進行實驗，結果就發現有與陰極射線反方向的射線產生，並稱它為極隧射線。後來證明是帶正電的粒子流，又稱作陽極射線。
這種帶電粒子流與管中氣體分子非彈性碰撞可引起氣體電離和發光，打在玻璃放電管管壁會產生螢光。極隧射線中不僅有正離子，還由於電荷轉移而存在中性粒子和負離子。極隧射線中粒子速度可達106米/秒量級。可在氣體放電管中看到清楚的極隧射線束，可增大放電區的陰極勢降，並使陰極背後空間的氣壓低於放電區許多倍。
都卜勒效應
極隧射線是1886年哥爾德斯坦((E. Goldstein)在含有稀薄氣體的放電管中發現的。隨後維恩(W.W ien和湯姆遜(CJ . J . Thomson)證明，極隧射線主要由放電管中帶正電的氣體原子(即陽離子)組成，這些帶電粒子以很高的速度沿射線束運動。其產生機制是，放電管中的陰極上帶有小孔，由於陽極與陰極之間存在著巨大電勢差，帶正電的粒子受到陰極加速轟擊陰極，其中一部分獲得很大能量後從陰極小孔中通過形成射線束，極隧射線因此得名。在當時，研究這種射線被認為是了解原子和分子的物理性質的最重要途徑之一。
由於極隧射線速度很大，往往達107厘米/秒，運動過程中會不斷與射線路徑上的氣體分子發生碰撞，當碰撞轉移的能足夠大時就會放出輝光。1902年，斯塔克預言，這一機制會導致極隧射線粒子發光，而且，若射線是朝著觀察者而來的，則射線的光譜應向紫端移動。這種現象與恆星光譜移動機理相似，稱為都卜勒效應。
當時的研究狀況是，人們所用的正離子只能是極隧射線，它射向輝光電流的陰極，通過陰極上的孔在另一邊出現。首先我使攝譜儀準直光管的軸垂直於氫的極隧射線束軸，第二步是讓極隧射線沿著準直光管的軸並向準直光管射來。把兩次曝光的光譜照片進行對照，就會看到氫的線光譜的預期的都卜勒效應。
斯塔克發現，在巴爾末(CBalmer)線系的每一條單一氫譜線的旁邊都出現一條新的較寬的譜線，新的譜線出現在靠近紫色一邊。這一發現首次記錄了地球上的光源的都卜勒效應，此前人們只在天體光譜中有同樣發現。
瑞典皇家科學院稱斯塔克“對極隧射線的所謂都卜勒效應進行的劃時代研究，使我們看到了原子和分子內部結構的真實性”，這一發現，連同當時人們在放射性研究、x射線研究等方面取得的一系列重要成果，標誌著人類在微觀領域取得的最新進展。
