Lab 1 Experimento Thomson Cuantica

ESTRUCTURA ATOMICA Y ESPECTROS ATOMICOS
EXPERIMENTO DE THOMSON (TUBO RAYOS CATODICOS)
*John Eduard Vélez Zúñiga;
Facultad de Ciencias Básicas, programa de química, Universidad Santiago de Cali
*john.eduard.velez@gmail.com;
2014


OBJETIVOS
Empleando la herramienta VIRTUAL CHEMLAB realizar el montaje del diseño de tubo de rayos catódicos de Thomson.

Simular el funcionamiento del tubo de rayoscatódicos en presencia de un campo eléctrico y un campo magnético.

Describir la trayectoria que experimenta el rayo catódico cuando se aplica una diferencia de potencial en presencia y en ausencia de un campo magnético.

Llegar a determinar la relación entre carga y masa del electrón.

INTRODUCCIÓN
Thomson determino la relación entre la carga y la masa de los rayos catódicos, al medir cuanto sedesvían por un campo magnético y la cantidad de energía que llevan. Encontró que la relación carga/masa era de un millar de veces superior a la del ión Hidrógeno, lo que sugiera que las partículas son muy livianas o muy cargadas.
Hasta antes del experimento de Thomson se consideraba que el átomo era indivisible; Thomson plantea un experimento en el que demostró la existencia de partículascargadas negativamente posteriormente llamada electrón, lo cual permitió determinar la relación entre la carga y la masa de los rayos catódicos, al medir cuánto se desvían por un campo magnético y la cantidad de energía que llevan. Encontró que la relación carga/masa era más de un millar de veces superior a la del ion Hidrógeno, lo que sugiere que las partículas son muy livianas o muy cargadas [1].
Eltubo de rayos catódicos construido por Thomson consistía de un tubo de vidrio con un vacío perfecto y dos electrodos en su interior que servían para generar un campo eléctrico, los electrodos se conectan a un circuito de tal forma que uno de los electrodos queda cargado negativamente (cátodo) y el otro positivamente (ánodo).
Cuando el cátodo se calienta, un flujo eléctrico pasa de éste al ánodoindicando que está cargado negativamente y además se puede producir iluminación si se coloca una sustancia fluorescente al final del tubo.
En la figura 1 se muestra el tubo de rayos catódicos construido por Thomson.

Figura 1 imagen obtenida de www.aip.org/history/electron.
Tubo rayos catódicos con un campo eléctrico perpendicular a la dirección de los rayos catódicos y un campo magnéticoexterno. Los símbolos N y S denotan los polos norte y sur del imán. Los rayos catódicos golpearán el extremo del tubo en el punto A en presencia de un campo magnético, en el punto C en presencia de un campo eléctrico y en el punto B cuando no existan campos externos presentes o cuando los efectos del campo eléctrico y del campo magnético se cancelen mutuamente [2].
Estos rayos se emiten siguiendo unalínea recta entre cátodo y ánodo y siguen así si no encuentran interferencias. Pero estos rayos podrían ser desviados por un campo magnético.
Los rayos salían del cátodo, atraviesan el ánodo, atraviesan la región donde pueden activarse tanto el campo eléctrico como el magnético y terminan en el lado opuesto del tubo. En esta parte final de obtienen una serie de señales para medir la desviación delos rayos.
El campo magnético era generado por unos electroimanes exteriores al tubo, debido al vacío perfecto que presentaba el tubo los rayos catódicos se desviaban por la acción del campo eléctrico. Con lo cual se demuestra que la carga negativa y la luminosidad eran indivisibles [3].
MARCO TEORICO
Con el estudio de la radiación muchos científicos estaban interesados en la emisión y transmisiónde la energía a través del espacio en forma de onda, con esta información se contribuye al conocimiento de la estructura atómica. Para investigar este fenómeno se utilizó el tubo de rayos catódicos (pantalla de televisores). Consta de un tubo de vidrio del cual se ha evacuado casi todo el aire. Si se colocan dos placas metálicas y se conecta a una fuente de alto voltaje, la placa con carga...