A rejtélyes katódsugárzás

Az előadások a következő témára: "A rejtélyes katódsugárzás"— Előadás másolata:

1 A rejtélyes katódsugárzás

2 A gimnáziumok aranykora 1896: „Szegszárdi Főgymnasium”
Szabó Ferenc, gimnázium az első fizikatanára alapítja, sok a korban népszerű csővel Jól felszereltnek számított II. világháború alatt 95% elpusztul

3 A XIX.-XX.sz: Tudomány, technika, haladás

4 Megjelennek a mérnök-fizikusok: Pl. Edison, Tesla, magyarok

5 Mivel foglalkoztak a fizikusok a XIX. sz.-ban?
A négy ismert kölcsönhatás (hő, fény, elektromosság, mágnesség) newtoni alapon történő egyesítésével Ideológia vonatkozása: Schelling romantikus természetfilozófiája

6 Oersted, Faraday, Maxwell
Elektromosság + mágnesség + fény

7 Kelvin, Joule mechanika + hő + elektromosság

8 Michelsohn „…a fizikának vége, és a fizikusoknak már nincs más dolguk, mint a természeti állandókat hét tizedesjegy pontossággal megmérni…”(1887) Kisebb „felhőcskék”:

9 …és mivel foglalkoznak ma a fizikusok
…és mivel foglalkoznak ma a fizikusok? A négy ismert kölcsönhatás egyesítésével Az E8 objektum politópja Anthony Garrett Lisi ? 

10 1897: Katódsugárzás: az első elemi részecske megtalálása
Izgalmas időket élünk… 1897: Katódsugárzás: az első elemi részecske megtalálása 2008: az utolsó elemi részecske megtalálása? (a SM modellben) CERN, ATLAS detektor: Higgs bozon? Fizika vége?

11 Előzmények: Az elektromosság diadalútja
Fémekben: Folyadékokban: Gázokban?

12 Vezetési jelenségek gázokban
A gázok általában jól szigetelnek Ívkisülés: normál gáz, nagy áramerősség

13 Vezetési jelenségek gázokban
Szikrakisülés: normál gáz, nagy feszültség Ruhmkorff-induktor (szikrainduktor)

14

15 Heinrich Geissler csövei
1850 k.: Higanyos szivattyú: nagy vákuum gázkisülési csövekben nagyfeszültségnél szép izzás

16 Heinrich Geissler csövei

17 Heinrich Geissler csövei

18 Képek a szertárból

19 Képek a szertárból

20 Képek a szertárból

21 Julius Plücker 1854: A gázoszlop mágneses térben eltéríthető. Különböző gázok különböző színűek, és a színképük vonalas. 1859: Nagyon nagy vákuumnál, nagy feszültségnél a katóddal szemközti üvegfal világit

22 Képek a szertárból Crookes-cső, XX:sz eleje

23 Crookes-csövek

24 Johann Hittorf (1860-1889,csaknem 30 éven át kutatja)
sugárzás a katódból indul ki, és egyenes vonalban terjed, becsapódásakor pedig több anyagon fluoreszcenciát okoz katódsugárzás eltéríthető mágneses mezőben Hőt termel a kisülési csövekben tapasztalható fényjelenségek magyarázatára egy ütközési ionizáción alapuló elméletet dolgoz ki.

25

26 Crookes A legnagyobb tekintélyű angol kutató, évtizedeken át kutatja, kimutatja pl. a sugárzás nyomását is 1879: Szerinte a katódsugár nem más, mint negatív töltéssel ellátott molekulák áramlása. A molekulák úgy tesznek szert negatív töltésre, hogy a katódnak ütközve onnan negatív töltést vesznek fel, majd nagy sebességgel eltaszítódnak tőle.

27

28 Egy érdekes Crookes-cső

29

30 Képek a szertárból

31 Goldstein 1870: Az egyenes katódsugaraktól védett fluoreszkáló ernyő fénylik Felfedezhette volna a Röntgen-sugárzást A katódsugárzás merőlegesen lép ki a katód felületéről, Nap ultraviola sugárzásával találja hasonlónak. Nem MOLEKULÁK okozzák A sugárzás elektromágneses hullám természetű, 1880-ban!!!

32 Goldstein híres csöve Az üvegcső két elektródját felváltva használja katód gyanánt. Ha a sugárzást valóban negatív töltésű molekulák alkotják, akkor a mozgó molekulák által kisugárzott spektrumban Doppler - eltolódást kell észlelni. Ilyen nincs.

33

34 Heinrich Hertz 1882: Megfigyeli, hogy a sugárzás képes fémfólián áthatolni, és hogy elektromos mezőben nem téríthető el. 1886: az elektromos szikra kisülése közben elektromágneses hullámok keletkeznek. A katódsugárzást is elektromágneses hullámnak vélte, tévesen.

35 Eötvös keze, Klupathy Jenő felvétele
A röntgensugárzás: 1895 Röntgen képe feleségéről Eötvös keze, Klupathy Jenő felvétele Károly Iréneusz felvételei

36 Képek a szertárból Szekszárd első röntgencsöve az 1920-as évekből

37 Lénárd Fülöp (1862-1947) 1872-1880: A Pozsonyi Főreáliskola tanulója.
: A bécsi Technische Hochschule : A Heidelbelbergi Egyetem

38 Lénárd Fülöp ( ) 1887: Fél évet pesti egyetemen dolgozik, de mivel nem kap állást ezért végleg Németországba települ át. : Heinrich Hertz asszisztenseként dolgozik a bonni egyetemen. A katódsugárzást sikerül elektromos térben eltérítenie. A sugárzás nem lehet más, mint az anyagtalan elektromosság, a töltött test nélküli elektromos töltés, azaz az éter. : különféle német egyetemeken. Elsőként sikerül a sugárzást egy 0,001 mm vastag - fémszitával megerősített- ablakon kivezetnie.

39 Lénárd Fülöp ( ) 1896: Prioritásvitába keveredik Röntgennel az X sugarak felfedezésének ügyében 1897: prioritásvita Thomsonnal. Az éter kvantált, az elektronokat, csak mint az éter kvantumait tekintette, és soha nem fogadta el anyagi mivoltukat. : A fotóeffektus vizsgálata 1905: Fizikai Nobel-díjat kap a katódsugárzással kapcsolatos munkásságáért. 1907: A Magyar Tudományos Akadémia rendes tagjává választja. Itthon az I. világháború kitöréséig, mint “külföldön élő hazánkfia” van számon tartva, sőt később a kolozsvári és a pozsonyi egyetemre is meghívják. Ez évtől a Heidelbergi Egyetem professzora és német állampolgár lesz.

40 Lénárd Fülöp ( ) 1911: a relativitáselmélet „hókuszpókusz” 1920: viták Einsteinnel az éterről 1922: a dicstelen politikai szerepvállalás kezdete

41 Perrin 1895:katódsugárzás negatív töltésű részecskék áramlása
Áramerőssége mikroamperes nagyságrendű 1926: Az Avogadro-szám meghatározásáért

42 Joseph John Thomson Megméri a katódsugarak sebességét, az a fénysebesség ezredrésze, tehát nem elektromágneses hullám Eltéríti a sugarakat elektromosan is Hertz azért nem tudta, mert nem volt elég jó a vákuum Szerinte nem kémiai atomok, mert tömegük 2000-szer kisebb, mint a hidrogéné Meghatározza a fajlagos töltést Próbálkozik az elektron töltésének meghatározásával Atommodell: mazsolás puding Tömegspektroszkóp: Neon atomok 20-as és 22-es izotópjai Munkásságának elismerése: 1906 Nobel díj az elektron felfedezéséért

43 Joseph John Thomson Éteri vagy anyagi eredet?
Thomson által készített első cső: A katód, B anód: jól meghatározott sugár Koaxiális hengerpár: külső földelve,belső elektorméterhez kapcsolva Mágneses eltérítés Elektrométer akkor jelez, ha a sugár a hengerpár nyílására irányul Meghatározza a Hő/Töltés arányból a az e/m-et A sugarak és az elektromos töltésfolyam elválaszthatatlan, tehát a kettő ugyanaz Gyakran támadják az elméletét, hogy elektromos térben nem téríthető el a sugár De nagyon kis nyomáson, kis feszültségre is eltérül

44 A fajlagos töltés mérése
Thomson második (perdöntő csöve) Mágneses és elektromos eltérítés módszere Elektromos tér hatására eltérül, eredeti mozgásának irányára merőleges sebességre tesz szert, eltérülésének szöge: Mágneses mező hatására is eltérül. Ekkor az eltérülés szöge: A fajlagos töltés: Nagyságrendje:

45 Képek a szertárból

46 Az e- felfedezése: csak egy újabb (családi) történet kezdete…
1937:e hullámtermészete G.P.Thomson

47 Braun: út a technikai fejlődés irányába: oszcilloszkóp
1909: Fizikai Nobel-díjat kap a Marconival megosztva.

48

49 Magyarok a TV fejlesztői közt
Okolicsányi Ferenc ( ):1926:tükörcsavar-képbontás Mihályi Dénes ( ) 1919: "képtávíró" készülékét, amellyel elektromágneses hullámok segítségével állóképeket tudott 1935: TV-készülék Okolicsányival és Traubbal-Telehor A:G:-nél, hazai bemutatása a Gellért szállóban

50 Magyarok a TV fejlesztői közt
Tihanyi Kálmán ( ) 1926:töltéstárolás elve (amerikaiak veszik meg) 1931: Kamera (később infra is) Goldmark Péter Károly ( ) ban már működőképes TV 1940:Színes TV készülékét 1960-as évek: A Hold kísérleteknél használt TV berendezések kifejlesztésén is dolgozott. 1948: Az ő találmánya volt a mikrobarázdás lemez is, 1948-ban.

51 Mindenki atomfizikázik, hála a katódsugárzásnak
1 milliárd gyorsító berendezés világszerte! De számuk már nem nő!

52 Izgalmas időket élünk…
CERN, ATLAS detektor: Higgs bozon? Fizika vége? Nem, sőt!

53 …sőt , még az enyémnek sincs vége, de igazából csak jövőre folytatom( talán)!
