EXPERIMENTO DE THOMSON

 EXPERIMENTO DE THOMSON
A finales del siglo XIX, el átomo era considerado indivisible. Joseph J. Thomson consiguió dar fin a esta idea mediante un importante experimento que llevó al descubrimiento de una nueva partícula: el electrón.
LOS RAYOS CÁTODICOS
Thomson realizó sus experimentos usando rayos catódicos, esos que encontrábamos hasta hace pocos años dentro de nuestros televisores.Pues bien, la investigación sobre estos rayos se inició a finales del siglo XIX y consistía en la creación de un tubo de vacío con dos electrodos en su interior. Los electrodos se conectan a un circuito, de forma que uno de los electrodos queda cargado negativamente (cátodo) y otro positivamente (ánodo).
Cuando el cátodo se calienta, un flujo eléctrico pasa de éste al ánodo, lo que indica que estácargado negativamente y además se puede producir iluminación si se coloca una sustancia fluorescente al final del tubo. Estos rayos se emiten siguiendo una línea recta entre cátodo y ánodo y siguen así si no encuentran interferencias.
Se sabía que estos rayos podían ser desviados por un campo magnético, pero los intentos de desviarlos con un campo eléctrico habían sido infructuosos. Thomsonpensaba que esto podía ser un problema de insuficiente vacío en el tubo, así que construyó su propia versión para conseguir el vacío más perfecto posible dentro de él.
EL EXPERIMENTO DE THOMSON
Thomson preparó su tubo con un cuidado extremo, consiguiendo el mejor vacío del que fue capaz e incluyendo dos placas dentro que servirían para generar un campo eléctrico. La sección del tubo usado para elexperimento es la siguiente:


Los rayos salían del cátodo, atravesaban el ánodo, cruzaban la región en la que podían activarse tanto el campo eléctrico como el magnético y terminaban en el lado opuesto del tubo. En esta parte final, Thomson dibujó una serie de señales para medir la desviación de los rayos. El campo magnético era generado por unos electroimanes exteriores al tubo.
Gracias al vacíoconseguido por Thomson en su tubo, pudo ver cómo los rayos catódicos se desviaban por la acción del campo eléctrico. Además, en un experimento anterior, ya había demostrado que la carga negativa y la luminosidad eran indivisibles, al contrario de lo que pensaban algunos investigadores.
CÓMO CALCULÓ LA VELOCIDAD
Thomson quería saber más acerca de estos rayos, así que aprovechó los campos magnético yeléctrico para calcular la velocidad. El campo magnético desviaba el rayo hacia una dirección, y el campo eléctrico hacia la contraria, de forma que ajustando las intensidades de ambos podía conseguir que el rayo mantuviera su dirección original y llegara recto al final del tubo.
Ahora bien, Thomson sabía que la fuerza que ejercía el campo magnético era
F = Bqv, donde B era la intensidad del campomagnético, q era la carga de las partículas que formaban el rayo y v la velocidad de las mismas.
Por otro lado, Thomson sabía que la fuerza ejercida por el campo eléctrico era
F = Eq, donde E era la intensidad del campo eléctrico.


Cuando los rayos se mantenían rectos aplicando un campo magnético y otro eléctrico, se cumplía la siguiente relación:
Bqv = Eq, o lo que es lo mismo: Bv = E, y a partirde esta relación pudo calcular la velocidad como el cociente entre la intensidad del campo eléctrico y el magnético (E/B).
Thomson conocía los valores de intensidad de los campos eléctrico y magnético que estaba aplicando, así que pudo calcular la velocidad de las partículas; el resultado aproximado fue de 1/3 de la velocidad de la luz cuando conseguía las mejores condiciones posible de vacío enel tubo. Esto significaba que no se podía tratar de una onda electromagnética, ya que estas viajaban a la velocidad de la luz en el vacío. Thomson ya lo sospechaba y, tras esta confirmación, quería saber algo más acerca de esos corpúsculos con carga que debían conformar el rayo catódico.
CARGA Y MASA DEL ELECTRÓN
Una vez conocida la velocidad, Thomson desactivó el campo magnético, de forma que...