Томсона масс-спектрограф

В 1912 г. Дж. Дж. Томсон (который, как мы уже говорили выше, открыл электрон) подверг лучи положительно заряженных ионов неона воздействию магнитного поля. Магнитное поле заставляло ионы отклоняться, и в результате этого они попадали на фотопластинку. Если бы все ионы были одинаковыми по массе, то они все отклонились бы магнитным полем на один и тот же угол, и на фотопленке появилось бы обесцвеченное пятно. Однако в результате этого эксперимента Томсон получил два пятна, одно из которых было примерно в десять раз темнее другого. Сотрудник Томсона Фрэнсис Уильям Астон (1877—1945), усовершенствовавший позднее этот прибор, подтвердил правильность полученных данных. Аналогичные результаты были получены и для других элементов. Этот прибор, позволявший разделять химически подобные ионы на пучки ионов с разной массой, получил название масс-спектрографа. [c.167]

Масс-спектрограф Астона. Астон в 1920 г. изменил прибор Дж. Дж. Томсона следующим образом. Узкое длинное отверстие в свинцовом катоде [c.42]

Прибор, которым пользовался Дж. Дж. Томсон при открытии двух изотопов неона (разд. 4.4), представлял собой простейшую форму масс-спектрографа. Современные масс-спектрографы широко используют при решении многих физических и химических проблем, в том числе для определения масс изотопов и соотношений между многочисленными изотопами. [c.86]

Параболический масс-спектрограф Томсона [2021] не создает сфокусированного ионного пучка и вследствие этого обладает низкой разрешающей способностью и чувствительностью. В этом приборе ионный пучок проходит через параллельные электрическое и магнитное поля. Геометрическим местом точек для ионов с определенной массой после их отклонения является парабола положение любого иона на этой параболе определяется его импульсом. Приборов, использующих параллельные магнитные и электростатические поля, было предложено и построено немного, однако они нашли применение для решения специальных задач, так как они дают возможность получить дисперсию по массе и импульсу [891]. В настоящее время основное преимущество обычного параболического прибора связано с тем, что он обеспечивает простой метод изучения характеристик ионного источника и процесса диссоциации [c.17]

Первые измерения относительного содержания ионов в масс-спектре были осуществлены Томсоном на его параболическом приборе. Однако большинство ранних определений относительной распространенности изотопов элементов было проведено Астоном с использованием масс-спектрографа. Как будет показано ниже, такой прибор весьма далек от совершенства. Интерпретация полученного спектра не могла проводиться с уверенностью вследствие трудности измерения относительной интенсивности ионных пучков, резко отличающихся по величине, а также затруднений при установлении происхождения слабых линий в спектре, которые могли быть вызваны изотопами с малой распространенностью или примесью. Несмотря на эти затруднения, Астон делал мало ошибок при интерпретации полученных линий, хотя большое число малораспространенных изотопов осталось неоткрытым в течение многих лет. В качестве примера трудности правильной интерпретации спектра может быть приведено исследование железа и цинка. Первые измерения относительной рас- [c.70]

Прибор Томсона пе давал возможности получать очень точные результаты. Точность метода была повышена Ф. У. Астоном, также работавшим в лаборатории Кавендиша, а позже А. Дж. Демпстером, работавшим в Чикагском университете. Современные типы масс-спектрографов (рис. 67) позволяют получить точность, равную приблизительно 1/100 ООО, и обеспечивают разрешающую силу до 10 ООО и более (это значит, что они позволяют разделять пучки ионов, различающиеся но значению отношения пе/М только на одну десятитысячную). [c.133]

Еще в 1898 г. Вин показал, что каналовые лучи представляют собою пучок положительных ионов, изменяющих свое направление в магнитном поле. Вин также обнаружил неоднородность этих пучков. Томсон (1910), применяя электростатическое и магнитное поля, зафиксировал на фотопластинке разделение пучка положительных ионов, образующихся при ионизации неона, и тем самым дал впервые доказательство существования изотопов. Впоследствии этот метод стал применяться для открытия изотопов и анализа их распределения в природных материалах. Астон (1919) построил для этой цели прибор, позволивший получить с помощью электрического и магнитного полей картину распределения положительных ионов с различным отношением массы к заряду, аналогичную той, которую получают в оптическом спектроскопе, почему его инструмент и был назван масс-спектрографом . [c.253]

Рис. 2. Масс-спектрограф Томсона

Масс-спектрограф. Метод Томсона был доведен до высокого совершенства Астоном в его замечательных работах, начатых в 1919 г. Особым расположением электрического и магнитного полей была достигнута такая фокусировка, что частицы с одинаковыми ejm, но разными скоростями образуют не параболы, а черточки, лежащие на одной линии, на расстояниях, пропорциональных величине е/т это сильно увеличивает точность промеров. [c.23]

Теоретические и экспериментальные основы масс-спектрометрии были заложены еще Д. Д. Томсоном, который впервые в 1912 г. создал прибор для получения спектра масс положительных ионов. Однако его прибор имел низкое разрешение, т. е. не очень хорошее разделение ионов, различных по массе. Его ученик Ф. Астон в 1918 г. существенно повысил разрешение за счет лучшей фокусировки ионного пучка и на своем масс-спектрографе впервые открыл изотопы элементов. Масс-спектрографы используют для точного определения атомных масс. [c.18]

Прибор Томсона был сильно упрощенным прототипом гораздо более совершенных масс-спектрографов, первый из которых был построен Астоном в 1919 г. [2]. В нем был сохранен принцип прибора Томсона, но магнитное [c.17]

МАСС-СПЕКТРОГРАФЫ ТОМСОНА И АСТОНА [c.56]

Принцип масс-спектрографии впервые разработан и применен Дж. Томсоном (1910 г.). Первый масс-спектрограф с фокусировкой пучка ионов построен Ф. Астоном (1919 г.). Значительные усовершенствования конструкции действительно сделаны в 40—50-х годах. — Лр иле. перев. [c.47]

Первые неточные масс-спектры были получены Вином [2179] и Томсоном, использовавшими один и тот же принцип для разделения пучка положительно заряженных ионов на компоненты по массам. В более совершенных опытах Томсона (1910 г.) коллимированный пучок положительных ионов проходил через комбинированное электростатическое и магнитное поля. Поля были параллельны одно другому и перпендикулярны направлению движения ионов. Под воздействием полей ионы отклонялись от своего первоначального пути, и смещения траекторий пучка были взаимно перпендикулярны. Положение ионов за пределами поля регистрировалось на фотопластинке. Если углы отклонения невелики, то на пластинке возникает ряд параболических кривых. Каждая кривая соответствует ионам с определенным отношением массы к заряду, а длина кривой характеризует распределение ионов по энергиям в исходном пучке. Позднее, перейдя к определению относительных количеств ионов различных типов, Томсон заменил фотографическую пластинку металлической, в которой была вырезана параболическая щель. Изменение напряженности магнитного поля обеспечило возможность развертки масс-спектра и регистрацию токов различных типов ионов. Таким образом, Томсону следует также приписать открытие и масс-спектрометра. Основные исследования были выполнены им на параболическом спектрографе. [c.14]

На этом принципе магнитной сепарации Томсон и сконструировал прибор, при помощи которого он доказал (1913) наличие изотопов у неона (Ме о и Ne o) В дальнейшем Астон усовершенствовал метод Томсона и создал замечательный прибор современной техники исследования — спектрограф масс (рис. 45), при помощи которого он доказал универсальность явления изотопии и вывел основные законы ее. [c.187]

Открытие масс-спектра относится примерно к 1914 г., когда Дж. Дж. Томсоном при исследовании положительных (каналовых) лучей было обнаружено, что вновь открытый элемент — неон — должен состоять из двух элементов, одного с атомным весом 20 и другого с атомным весом 22. Спустя шесть лет Астоном был создан масс-спектрограф и было доказано, что обычный неон действительно состоит из двух изотопов. Это открытие полои нло начало интенсивной работе, которая в конце концов привела к измерению масс изотопов всех устойчивых элементов и к установленшо физической шкалы атомных весов. [c.335]

Начало развитию М.-с. положено опытами Дж. Томсона (1910), исследовавшего пучки заряженных частиц, разделение к-рых по массам производилось с помощью электрич. и магн. полей, а спектр регистрировался на фотопластинки. Первый масс-спектрометр построен А. Демпстером в 1918, а первый масс-спектрограф создал Ф. Астон в 1919 он же исследовал изотопич. состав большого числа элементов. Первый серийный масс-спектрометр создан А. Ниром в 1940 его работы положили начало изотопной М.-с. Прямое соединение масс-спектрометра с газо-жидкостным хроматографом (1959) дало возможность анализировать сложные смеси летучих соед., а соединение с жидкостным хроматографом с помощью термораспылит. устройства (1983)-смеси труднолетучих соединений. [c.658]

Проведенные Томсоном исследования [99] положительно заряженных пучков ионов, приведшие к разделению изотопов химических элементов, были продолжены Астоном [б], который создал первый масс-спектрограф и определил изотопный состав различных соединений фотографическим методом. Примерно в тот же период были разработаны методы определения относительной распространенности изотопов Демпстером [23] и другими исследователями, особенно Ниром [76], которому удалось значительно повысить точность и надежность масс-спектрометра. [c.5]

Масс-спектрограф был впервые сконструирован в 1919 г. учеником Дж. Дж. Томсона — Уильямом Астоном (1877—1945). С помощью этого важнейшего прибора было установлено существование нескольких десятков изотопов нерадиоактивных элементов (стабильных изотопов). В дальнейшем А. Дэмпстер (1886— 1950), используя более совершенный масс-спектрограф, также изучал изотопный состав элементов. Всего было открыто, помимо радиоактивных, 267 стабильных изотопов, атомные массы которых выражаются целыми числами. Таким образом, старинная гипотеза Праута была наконец подтверждена. [c.214]

Воздействуя на анодный луч в специально сконструированном аппарате — масс-спектрографе электромагнитными и электростатическими полями, можно сортировать анодные частицы по массе так, что частицы большей массы будут собираться в одной точке, поставленной на пути частиц фотопластинки ближе к центру ее в силу большей инерции, а частицы с меньшей массой — в другой точке, более удаленной от центра пластинки. По проявлении пластинки в этих точках появятся пятна, тем более темные, чем больше содержалось в анодном пучке частиц с данным численным значением массы. Такие фотографии называются масс-спектрами. Масс-спектр неона, когда он был впервые получен Томсоном, представил собой неожиданное зрелище. В той точке пластинки, где должны были бы собираться анодные частицы, если бы атомы неона в самом деле имели приписываемый неону атомный вес 20,2, никакого затемнения пластинки не обнаружилось. Зато вместо ожидаемого одного пятна на ней появились два одно более слабое — ближе к центру пластинки, а другое более темное — дальше от центра. Таким образом, неон состоит из двоякого вида атомов с массой согласно расчету, в 20 и в 22 кислородных единицы первых в неоне содержится значительно больше, чем вторых (судя по большей интенсивности отвечающего им пятна), поэтому среднестатический или химический атомный вес неона (20,2) ближе к 20, чем к 22. [c.72]

Получение масс-спектров путем разделения пучка положительных ионов в магнитном и электрическом полях было первоначально предложено как метод определения масс-атомов различных элементов (работы Д. Томсона, затем Ф. Астона, А. Демп-стера и других исследователей). Для этой цели были разработаны два типа установок масс-спектрограф и масс-спектрометр. Масс-спектрограф — это прибор, позволяющий получать спектр масс на фотографической пластинке. В масс-спектрометре пучок ионов измеряется методами электроники. Масс-спектрографические и масс-спектрометрические исследования привели к открытию изотопов нерадиоактивных элементов. [c.204]

Принцип разделения ионов в магнитном поле был продемонстрирован Вином еще в 1898 г. В 1912 г. Томсон с помощью этого принципа доказал наличие двух изотопов неона и тем самым подтвердил гипотезу о существовании изотопов. В 1918 г. Демпстером для регистрации тока ионов была использована электрическая схема, и такие приборы получили название масс-спектрометра, тогда как применение Астоном в 1919 г. для регистрации ионов фотопластинки дало название масс-спектрографу. Оба типа приборов объединяются термином масс-спект-роскоп . В 20-е годы были лучше развиты фотографические средства регистрации ионов, поэтому маос-спектрографы получили более широкое распространение. Особенно успешио их применение для определения точных значений атомных весов изотопов. В 30—40-е годы в связи с бурным развитием электротехники положение изменилось в пользу масс-спектр01мет ров. [c.3]

Первые приборы такого рода, построенные в 1910-е годы англичанином Ф. Астоном, использовали именно этаг метод парабол , предложенный его учителем, великим физиком Дж. Томсоном. Сам Астон тоже был удостос н Нобелевской премии разработка не была лишь механическим приложением геории. Создатель масс-спектрографа (так назывался прибор Астона) остроумно справился с главной труд- [c.53]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология