Tabung Sinar Anoda 
Apa itu sinar anoda?
Sinar anodik atau sinar kanal, juga disebut sinar positif, adalah pancaran sinar positif yang terbuat dari kation atom atau molekul (ion bermuatan positif) yang diarahkan ke elektroda negatif dalam tabung Crookes.
Sinar anoda berasal ketika elektron yang bergerak dari katoda ke anoda bertabrakan dengan atom-atom gas yang terbungkus dalam tabung Crookes.
Karena partikel dengan tanda yang sama saling tolak, elektron yang menuju anoda merobek elektron yang ada di kulit atom gas di jalurnya.
Jadi, atom-atom yang tetap bermuatan positif —yaitu, mereka telah menjadi ion positif (kation) — tertarik ke katoda (bermuatan negatif).
Penemuan
Fisikawan Jerman Eugen Goldstein-lah yang menemukannya, mengamatinya untuk pertama kali pada tahun 1886.
Selanjutnya, pekerjaan yang dilakukan pada sinar anoda oleh ilmuwan Wilhelm Wien dan Joseph John Thomson akhirnya mengarah pada pengembangan spektrometri massa.
Sifat sinar anoda
Sifat utama sinar anoda adalah sebagai berikut:
– Mereka memiliki muatan positif, nilai muatan mereka menjadi kelipatan bilangan bulat dari muatan elektron (1,6 ∙ 10 -19 C).
– Mereka bergerak dalam garis lurus tanpa adanya medan listrik dan medan magnet.
– Mereka menyimpang di hadapan medan listrik dan medan magnet, bergerak menuju zona negatif.
– Mereka dapat menembus lapisan tipis logam.
– Mereka dapat mengionisasi gas.
– Massa dan muatan partikel yang membentuk sinar anoda berbeda-beda tergantung pada gas yang tertutup di dalam tabung. Biasanya massa mereka identik dengan massa atom atau molekul asalnya.
– Mereka dapat menyebabkan perubahan fisik dan kimia.
Sedikit sejarah
Sebelum penemuan sinar anoda, penemuan sinar katoda terjadi sepanjang tahun 1858 dan 1859. Penemuan ini berkat Julius Plücker, seorang matematikawan dan fisikawan asal Jerman.
Belakangan, fisikawan Inggris Joseph John Thomson-lah yang mempelajari secara mendalam perilaku, karakteristik, dan efek sinar katoda.
Sementara itu, Eugen Goldstein—yang sebelumnya telah melakukan penyelidikan lain dengan sinar katoda—adalah orang yang menemukan sinar anoda. Penemuannya terjadi pada tahun 1886 dan dilakukan ketika dia menyadari bahwa tabung pelepasan dengan katoda berlubang juga memancarkan cahaya di ujung katoda.
Dengan cara ini ia menemukan bahwa, selain sinar katoda, ada sinar lain: sinar anoda; Mereka bergerak ke arah yang berlawanan. Karena sinar ini melewati lubang atau saluran di katoda, dia memutuskan untuk menyebutnya sinar saluran.
Namun, bukan dia, melainkan Wilhelm Wien yang kemudian melakukan penelitian ekstensif terhadap sinar anoda. Wien, bersama dengan Joseph John Thomson, akhirnya meletakkan dasar spektrometri massa.
Penemuan sinar anoda oleh Eugen Goldstein merupakan pilar fundamental bagi perkembangan selanjutnya dari fisika kontemporer.
Berkat penemuan sinar anoda, kawanan atom dalam gerakan cepat dan teratur tersedia untuk pertama kalinya, penerapannya sangat subur untuk berbagai cabang fisika atom.
Tabung sinar anoda
Dalam penemuan sinar anoda, Goldstein menggunakan tabung pelepasan yang katodanya berlubang. Proses rinci pembentukan sinar anoda dalam tabung pelepasan gas diberikan di bawah ini.
Dengan menerapkan perbedaan potensial besar beberapa ribu volt ke tabung, medan listrik yang tercipta mempercepat sejumlah kecil ion yang selalu ada dalam gas dan dihasilkan oleh proses alami seperti radioaktivitas.
Ion yang dipercepat ini bertabrakan dengan atom dalam gas, melepaskannya dari elektron dan menciptakan lebih banyak ion positif. Pada gilirannya ion dan elektron ini kembali menyerang lebih banyak atom, menciptakan lebih banyak ion positif dalam reaksi berantai.
Ion positif tertarik ke katoda negatif dan sebagian melewati lubang di katoda. Pada saat mereka mencapai katoda, mereka telah berakselerasi cukup cepat sehingga ketika bertabrakan dengan atom dan molekul lain dalam gas, mereka akan membangkitkan spesies tersebut ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Ketika spesies ini kembali ke tingkat energi aslinya, atom dan molekul melepaskan energi yang mereka peroleh sebelumnya; energi dipancarkan dalam bentuk cahaya.
Proses penghasil cahaya ini, yang disebut fluoresensi, menyebabkan cahaya muncul di wilayah tempat ion muncul dari katoda.
proton
Meskipun Goldstein memperoleh proton dengan eksperimennya dengan sinar anoda, kenyataannya dia bukanlah orang yang berjasa dalam penemuan proton, karena dia tidak dapat mengidentifikasinya dengan benar.
Proton adalah partikel positif paling ringan yang dihasilkan dalam tabung sinar anoda. Proton dihasilkan ketika tabung diisi dengan gas hidrogen. Dengan cara ini, ketika hidrogen terionisasi dan kehilangan elektronnya, proton diperoleh.
Proton memiliki massa 1,67 ∙10 -24 g, hampir sama dengan atom hidrogen, dan memiliki muatan yang sama, tetapi dengan tanda yang berlawanan dengan elektron; yaitu, 1,6 ∙10 -19 C.
Spektrometri massa
Spektrometri massa, yang dikembangkan dari penemuan sinar anoda, adalah prosedur analitik yang memungkinkan mempelajari komposisi kimiawi molekul suatu zat berdasarkan massanya.
Ini memungkinkan untuk mengenali senyawa yang tidak diketahui, menghitung senyawa yang diketahui, serta mengetahui sifat dan struktur molekul suatu zat.
Untuk bagiannya, spektrometer massa adalah perangkat yang dengannya struktur senyawa kimia dan isotop yang berbeda dapat dianalisis dengan sangat tepat.
Spektrometer massa memungkinkan Anda untuk memisahkan inti atom berdasarkan hubungan antara massa dan muatan.
