Eugen Goldstein war ein 1850 geborener deutscher Physiker, dessen wissenschaftlicher Hauptbeitrag die Entdeckung von Anodenstrahlen, auch Kanäle genannt, war. Seine Arbeit war auch für Joseph John Thomson von entscheidender Bedeutung, um später sein Atommodell vorzustellen, was Goldstein nie getan hat..
Goldstein stammte aus einer wohlhabenden Familie und arbeitete zwischen 1878 und 1890 am Berliner Observatorium. Seine Karriere entwickelte sich jedoch fast ausschließlich am Potsdamer Observatorium, wo er als Leiter der Abteilung Astrophysik fungierte. Darüber hinaus war er Professor für Physik an der Universität Berlin.
Seine Experimente zu elektrischen Entladungen im Vakuum führten zur Entdeckung von Kanalstrahlen. Goldstein präsentierte seine Arbeiten 1886 an der Berliner Akademie und setzte seine Forschungen zu diesem Thema bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts fort. Seine Schlussfolgerungen zur Flugbahn dieser Strahlen führten 1913 zur Entdeckung von Isotopen.
Die Ergebnisse dieser Experimente wurden neben anderen Entdeckungen in verschiedenen deutschen Magazinen veröffentlicht. Schließlich wurden seine Artikel 1830, im selben Jahr seines Todes, zur Veröffentlichung in einem Werk namens Rayos Canales gesammelt..
Artikelverzeichnis
Eugen Goldstein wurde am 5. September 1850 in Gleiwitz (der heutigen polnischen Stadt Gliwice) geboren, einer Stadt im preußischen Oberschlesien. Seine Familie widmete sich dem Weinbau, was ihnen eine sehr wohlhabende Stellung ermöglichte.
Nach seinem Studium am Gymnasium in Ratibor trat er 1869 in die Universität Breslau ein. Goldstein zog später nach Berlin, an dessen Universität er unter der Aufsicht des deutschen Physikers Hermann von Helmholtz promovierte..
Goldstein veröffentlichte 1876 sein erstes wissenschaftliches Werk, das letzte fünfzig Jahre später. Die meisten von ihnen widmeten sich Themen, die mit dem großen Interesse ihres Berufslebens zusammenhängen: Elektroschocks, sowohl in einer Hochvakuumumgebung als auch in einer moderaten.
Der Wissenschaftler arbeitete zwischen 1878 und 1890 am Berliner Observatorium. 1888 wurde er Professor an der Universität Berlin.
Mit Hilfe der Akademie der Wissenschaften führte er eine Vielzahl von Experimenten zu elektrischen Entladungen in einem Vakuum durch, die zur Entdeckung von Kanalverhältnissen führten. Seine Arbeiten führten dazu, dass er 1908 die Hughes-Medaille erhielt.
Den größten Teil seiner beruflichen Laufbahn verbrachte er jedoch am Potsdamer Observatorium. Dort war er ab 1927 Direktor der Abteilung für Astrophysik. Ebenso arbeitete Goldstein mit dem Institut für Technische Physik zusammen.
Zusätzlich zu diesen wissenschaftlichen Aktivitäten war Goldstein als Jurist in Fragen der jüdischen Einwanderung tätig, zu denen er gehörte.
Eugen Goldstein heiratete 1925 in fortgeschrittenem Alter. Fünf Jahre später, am 26. Dezember 1930, starb er und wurde auf dem hebräischen Weißensee-Friedhof in Berlin beigesetzt..
Goldsteins Arbeit hatte die von Julius Plücker Mitte des 19. Jahrhunderts durchgeführten Untersuchungen zum Licht in Entladungsröhren und zum Einfluss von Magnetfeldern auf das Leuchten als Hintergrund..
Später, 1869, analysierte Johann Wilhelm Hittorf die Entladungsröhren der Energiestrahlen, die sich von der Kathode, der negativen Elektrode, erstrecken..
Goldsteín hatte bereits in den 1870er Jahren eigene Studien zu Entladungsröhren durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt nannte er die von anderen Wissenschaftlern untersuchten Lichtemissionen als Kathodenstrahlen, oder Kathodenstrahlen.
1886 entdeckte der Forscher, dass perforierte Kathodenentladungsröhren auch am Ende der Kathode Licht emittierten. Seine Schlussfolgerung war, dass es zusätzlich zu den bereits bekannten Kathodenstrahlen andere gab, die sich in die entgegengesetzte Richtung bewegten, von der negativ geladenen Kathode zur positiv geladenen Anode..
Die von Goldstein entdeckten Strahlen gingen durch die Kanäle der Kathode, weshalb sie genannt wurden kanalstrahlen, oder Kanalstrahlen.
Zu seiner Zeit wurde Goldsteins Fund hoch geschätzt und zu einer der Grundlagen der zeitgenössischen Physik..
Trotz einiger Verwirrung in dieser Frage schlug Goldstein nie ein eigenes Atommodell vor. Seine Entdeckungen waren jedoch für Thomson von wesentlicher Bedeutung, um seine zu entwickeln.
Ähnliches passiert mit der Entdeckung des Protons. Goldstein beobachtete dieses Teilchen in Vakuumröhren während Kathodenstrahl-Experimenten, aber die wissenschaftliche Gemeinschaft schreibt den Befund Ernest Rutherford zu..
Goldsteins erste Experimente mit Crookes-Röhren wurden in den 1870er Jahren durchgeführt. Zu diesem Zweck modifizierte der Wissenschaftler die Struktur, die William Crookes vor Jahrzehnten entwickelt hatte..
Die Crookes-Röhre besteht aus einer leeren Röhre aus Glas. In ihm zirkulieren Gase, deren Druck reguliert werden kann, indem die Evakuierung der darin befindlichen Luft gemildert wird..
Diese Struktur enthält zwei Metallteile, die als Elektroden wirken. Jedes der Teile befindet sich an einem Ende der Röhre, die beide an externe Spannungsquellen angeschlossen sind.
Wenn die Röhre elektrifiziert wird, wird die Luft im Inneren ionisiert und wird zu einem Stromleiter. Dies bewirkt, dass die Gase fluoreszieren, indem der Kreislauf zwischen den beiden Enden geschlossen wird..
Crookes behauptete, dass dieses Phänomen auf den Elektronenfluss zurückzuführen sei, den er zu der Zeit als Kathodenstrahlen bezeichnete. Dank seines Experiments konnte die Existenz negativ geladener Elementarteilchen in Atomen nachgewiesen werden.
Um seine eigenen Experimente durchzuführen, änderte Goldstein die Struktur, die Crookes seinen Röhren gegeben hatte. So fügte er einer der Metallkathoden mehrere Perforationen hinzu.
Eine weitere Änderung wurde während des Experiments vorgenommen, als die Spannung zwischen den Enden der Röhre um mehrere tausend Volt anstieg..
Das Ergebnis war ein neues Leuchten in der Röhre, das an dem Ende begann, an dem sich die perforierte Metallkathode befand. Das Highlight war jedoch, dass sich die neuen Strahlen in die entgegengesetzte Richtung zu den Kathodenstrahlen bewegten..
Goldsteín kam zu dem Schluss, dass es neben Kathodenstrahlen, die von der Kathode mit negativer Ladung zur Anode mit positiver Ladung gingen, einen anderen Typ gab, der sich in die entgegengesetzte Richtung bewegte. Der Wissenschaftler nannte sie Kanalstrahlen.
Das Verhalten dieser Strahlen unterschied sich nicht nur in ihrer Flugbahn von den Kathodenstrahlen. Darüber hinaus zeigten die Partikel auch hinsichtlich ihres Magnetfeldes und ihres elektrischen Feldes das entgegengesetzte Verhalten..
Goldstein folgerte, dass die elektrische Ladung der Kanalstrahlen das Gegenteil der Kathodenstrahlen sein muss, dh positiv.
Eugen Goldsteins Experimente waren auch wichtig, um mehr über technische Vorstellungen über Kathodenstrahlen zu erfahren.
Dank seiner Experimente mit leeren Röhren entdeckte der Wissenschaftler, dass Kathodenstrahlen scharfe Schatten in einer Richtung senkrecht zu dem von der Kathode bedeckten Bereich werfen können..
Dieser Befund war sehr nützlich, um das Design der bis zu diesem Zeitpunkt verwendeten Kathodenröhren ändern zu können. So konnten konkave Kathoden so in ihren Ecken platziert werden, dass fokussierte Strahlen auftraten. Diese Technik hatte später eine große Vielfalt von Anwendungen.
Andererseits hängen Kanalstrahlen, auch anodische Strahlen oder positive Strahlen genannt, direkt von den physikalischen und chemischen Eigenschaften des in die Röhre eingebrachten Gases ab..
Unter anderem ist die Beziehung zwischen der Masse der Teilchen und der elektrischen Ladung abhängig von der Art des verwendeten Gases unterschiedlich..
Dieser Differenzierungsfaktor ermöglichte es, die Tatsache zu verdeutlichen, dass die Partikel anstelle der Anode der elektrifizierten Röhre aus dem Inneren des Gases austraten..
Obwohl ihm seine Entdeckung zeitweise zugeschrieben wird, war Goldstein nur für die Grundsteinlegung verantwortlich, die zur Bestätigung der Existenz positiv geladener fundamentaler Teilchen führte.
In seinen Experimenten mit modifizierten Kathodenstrahlröhren beobachtete der Wissenschaftler Strahlen, die in entgegengesetzter Richtung zu Kathodenstrahlen durch die Kathode gingen.
Nach der Untersuchung der Kanalstrahlen, dem Namen dieses neuen Strahlentyps, stellte Goldstein fest, dass sie aus positiv geladenen Teilchen bestehen und dass ihre Masse je nach verwendetem Gas unterschiedlich ist..
Die Entdeckung des Protons erfolgte jedoch Jahrzehnte später, als der britische Chemiker und Physiker Ernest Rutherford ähnliche Experimente mit Stickstoff durchführte..
Neben den konkreten Ergebnissen seiner Experimente trug Goldstein mit ihnen die Grundlagen der modernen Physik bei. Auf diese Weise bestätigte die Entdeckung von Kanalstrahlen die Idee, dass sich Atome mit einem bestimmten Muster und mit großer Geschwindigkeit bewegten..
Beide Ideen waren der Schlüssel zur Entwicklung der gegenwärtigen Atomphysik, dem Gebiet der Physik, das die Eigenschaften und das Verhalten von Atomen in all ihren Aspekten analysiert..
Neben seinem Beitrag zu anderen wissenschaftlichen Anwendungen, die bis heute in vollem Umfang in Kraft sind, war Goldsteins Arbeit unter anderem für die Untersuchung von Isotopen von grundlegender Bedeutung..
Goldsteins Studien erschienen mehrere Jahrzehnte lang in verschiedenen Magazinen. Zu den wichtigsten gehören Über die Reflexion elektrischer Strahlen (1882); Ueber elektrische Leitung im Vakuum (1885); Über die Kathodenstrahlen hervorgerufenen Färbungen mögliche Salze (1897); Y. Ueber eine noch nicht sieht Strahlungsform an der Kathode induzierter Entladungen (1898).
Im selben Jahr seines Todes, 1930, wurden alle seine Schriften zusammengeführt, um in einem einzigen Band veröffentlicht zu werden. Die Arbeit erhielt den Titel Kanalstrahlen.
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