Rayos catódicos

Práctica 1: Descargas Eléctricas en Tubos de Vacío,Rayos Catódicos y Canales.
Objetivo: Confirmar experimentalmente la conductividad de los gases en condiciones de baja presión y voltaje elevado, así como las propiedades de los rayos catódicos y canales.
Material y Sustancias: Bomba de vacío, transformador de alto voltaje, soporte universal, conexiones calmán, tubos de descarga, tubo de rayoscatódicos con cruz de malta, tubos de rayos catódicos con pantalla, tubos de rayos canales, tubo con molinete, imán.
Teoría.
Los gases a presiones normales no son conductores de la corriente y sólo responden a este fenómeno cuando se aplican diferencias de potencial del orden de 40,000 a 50,000 voltios o a menos voltajes pero utilizando bajas presiones.
Estas experiencias fueron la base paraque científicos tales como: Crookes, Geissler, Thomson, Goldstein, Faraday y otros, establecieran la naturaleza eléctrica del átomo.
¿Qué son los Rayos Catódicos?
Los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en unaconfiguración conocida como diodo.
Las principales propiedades de los rayos catódicos son las mostradas a continuación:
* Los rayos catódicos salen del cátodo perpendicularmente a su superficie y en ausencia de campos eléctricos o magnéticos se propagan rectilíneamente.
* Son desviados por un campo eléctrico, desplazándose hacia la parte positiva del campo.
* Son desviados por camposmagnéticos.
* Producen efectos mecánicos; la prueba de ello es que tienen la capacidad de mover un molinete de hojas de mica que se interpone en su trayectoria.
* Transforman su energía cinética en térmica, elevando la temperatura de los objetos que se oponen a su paso.
* Impresionan placas fotográficas.
* Excitan la fluorescencia de algunas sustancias, como pueden ser el vidrioo el sulfuro de cinc.
* Ionizan el aire que atraviesan.



Técnica.
Efectuar los siguientes experimentos en el tubo de descarga abierto:
* El tubo contiene aire a presión normal. En estas condiciones mediante una extensión se conectará a la línea de 120 V (C.A.) observe que los gases en el interior del tubo no son conductores (el tubo no enciende).
* La extensión quetiene el tubo de descarga para hacer el vacío, se conecta a la línea de la bomba y manteniendo los electrodos a la tensión de 120 V, poner a trabajar la bomba para reducir la presión en el interior del tubo, confirmándose que en tales condiciones los gases no conducen la corriente (baja presión y voltaje).
* Conéctese los electrodos del tubo a las terminales del transformador (1000-3000 V y30 mA) reduciendo la presión como en el punto anterior, confirmar con el incendido del tubo que los gases sólo son conductores en estas condiciones.
* Conecte los tubos de descarga con gases a bajas presiones(N2, Ne, Hg, entre otros) uno por uno a la fuente de alto voltaje y observe el color con que se ilumina cada tubo.
* Conecte el tubo con pantalla y observe los rayos catódicos que seproducen en el cátodo como un haz luminosos que se puede desviar con un imán de polaridad positiva confirmando la naturaleza eléctrica de los rayos catódicos (electrones).
* En un tubo de rayos catódicos que contenga una cruz de malta frente al cátodo, comprobar la proyección rectilínea de los rayos por la forma de la sombra producida en la pared del tubo.
* En un tubo de rayos catódicoscon molinete, haga impactar el haz de rayos contra las aspas del molinete, observe como se mueve este, del cátodo hacia el ánodo y si cambia la polaridad el molinete regresa indicando que los rayos catódicos tienen energía cinética, masa y producen efectos mecánicos.
* En el tubo de rayos canales, haga la descarga con voltaje elevado y observe la producción de estos rayos positivos que...