Rayos catódicos y canales

Objetivo

Estudiar el comportamiento de los gases enrarecidos ante grandes diferencias de potencial para comprobar sus propiedades.


Método

Carrete Ruhmkorff
Los gases a temperatura y presión ambiente son muy poco conductores de la electricidad. Sin embargo, sí lo hacen cuando la diferencia de potencial es extremadamente alta. Esta diferencia de potencial se puede conseguir con elcarrete de Rumhkorff, gracias al cual se consigue apreciar visualmente el paso de electricidad a través del aire.

I. Rayos catódicos
Cuando un gas enrarecido (es decir, a una presión muy baja) contenido en una ampolla es sometido a una gran diferencia de potencial, se produce una luminiscencia verdosa en la pared opuesta al cátodo. Este fenómeno recibe el nombre de rayos catódicos.
Los rayoscatódicos tienen una serie de propiedades. En primer lugar, son partículas cargadas negativamente. Esto se comprobó en el laboratorio mediante un circuito eléctrico externo, que provocó el desvío de la luminiscencia hacia su parte positiva.
Son partículas en movimiento, lo se se puede comprobar acercando un cuerpo magnético, como un imán, y observando que la luminiscencia se aleja del polo negativo yse acerca al positivo, por lo que le afecta dicho campo magnético.
Su movimiento es rectilíneo, ya que al interponer un obstáculo entre el cátodo y la superficie fluorescencente se produce una sombra electromagnética.
Por último, tienen masa y energía cinética. Esto es posible comprobarlo, por ejemplo, introduciendo unas aspas dentro del recipiente donde está el gas. Cuando hay diferencia depotencial, las aspas se mueven.
El descubrimiento de los rayos catódicos dio pie al descubrimiento del electrón como partícula fundamental.

II. Rayos canales
Una de las muchas modificaciones que se llevaron a cabo en los tubos de rayos catódicos consistió en situar el cátodo perforado en el centro del tubo en vez de en un extremo. De esta forma, se observó que la luminiscencia no era verdosa,sino de un color diferente dependiendo del gas. Esto se produce debido a los choques entre los electrones y las partículas del gas, que se ionizaban dando lugar a residuos positivos, que eran atraídos por el cátodo. Debido a las perforaciones, los iones pasaban a través del cátodo, chocando contra la pared del tubo.
Al igual que los rayos canales, son cargas en movimiento, pero en este caso seobservó que dicha carga era positiva. Además, se comprobó que la masa y carga de los iones de cada gas eran múltiplos de la masa y carga del hidrógeno, por lo que se le consideró como partícula fundamentel positiva: el protón.

III. Espectros
Se pudieron observar los espectros de emisión de varios gases (hidrógeno y vapor de mercurio) mediante un pequeño espectroscopio.
Preguntas relativas a lapráctica

1. Rayos catódicos

A) ¿Qué son los rayos catódicos?
Son los electrones en movimiento dentro de un tubo con gas enrarecido, que producen una luminiscencia verdosa.

B) ¿Por qué se llaman así?
Porque la luminiscencia se produce en la parte opuesta al cátodo. Además, surgen de este.

C) ¿Cuáles son sus características más importantes?
Son partículas que producenluminiscencia verde y que tienen masa, movimiento rectilíneo y carga negativa.

D) ¿Qué fenómenos relacionados con ellos viste en el laboratorio?
La experiencia del tubo con molinillo, de la cruz de Malta y el campo eléctrico externo, por ejemplo.

E) ¿Porqué se aceptó el electrón como partícula fundamental?
Porque la masa y la carga era igual independientemente del gas estudiado.




2. Rayoscanales

A) ¿Qué son los rayos canales?
Son los residuos positivos resultantes de la ionización del gas, a causa del choque de sus moléculas con los electrones emitidos por el cátodo, y que a través de los orificios practicados en éste chocan contra el tubo, produciendo una luminiscencia de color variable según el gas.

B) ¿Por qué se les llamó así?
Porque la luminiscencia se produce en la...