rayos catodicos

L OS RAYOS CATÓDICOS 

El t u b o  d e r ay o s  c at ó d i c o s , héroe de muchas décadas de TV, está muriendo 
como producto de consumo. Las nuevas pantallas planas de los más modernos 
televisores y monitores ya no lo necesitan. 
Sin embargo, sigue teniendo utilidad científica, como la tuvo desde sus 
orígenes. Qu i zás  l a n at u r al eza d e p r o t o n es  y  el ec t r o n es  n os  h u b i er a s i d o  
m u y  d i f íc i l  d e d es c u b r i r  s i n  es t a s en c i l l a y  p o t en t e h er r am i en t a. 
Tanto desde el punto de vista histórico como desde el interés científico, nos 
resulta interesante entender el funcionamiento de esta muestra del ingenio 
humano. 
Pulsando Avanzar se muestran los objetivos que nos proponemos alcanzar. 

Ob j et i v o s q ue p r o p o n em o s

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Co m p r en d er  el  f u n c i o n am i en t o  b ás i c o  d el  t u b o  d e r ay o s  c at ó d i c o s  
y  el  ef ec t o  q u e t i en e l a p r es en c i a d e c am p o s  el éc t r i c o s  y  
m ag n ét i c o s .
En t en d er  c ó m o  s e p u ed e u t i l i zar  es t a h er r am i en t a p ar a av er i g u ar  l a 
v el o c i d ad  y  m asa d e p ar t íc u l as  c ar g ad as  c o m o  l o s  el ec t r o n es .
En t en d er  el  f u n c i o n am i en t o  d e ap ar at o s  c i en t íf i c o s , c o m o  el  
o s c i l o s c o p i o , y  d e p r o d u c t o s  d e c o n s u m o , c o m o  l a TV, b as ad o s  
h i s t ó r i c am en t e en  el  t u b o  d e r ay o s  c at ó d i c o s .
Sab er  r es o l v er  ej er c i c i o s  s ob r e el  m o v i m i en t o  d e l o s  el ec t r o n es  en  
c am p o s  el éc t r i c o s  y  m ag n ét i c o s , t an t o  d es d e el  p u n t o  d e v i s t a 
c l ás i c o  c o m o  d es d e el  r el at i v i s t a. Esta capacidad nos puede ser muy 
útil en los temas de Electromagnetismo y Física Moderna del actual 
Bachillerato.

El  t u b o  d e Cr o o k es  

Aunque Gei s s ler  había hecho algo parecido unos 
años antes, nosotros partiremos del tubo que 
diseñó Cr o o k es  hacia 1875. 
En un tubo de vidrio como el de la figura se había 
hecho un vacío casi completo. En su extremo 
izquierdo hay un electrodo (c át o d o ) unido a un 
potencial eléctrico negativo. En el lado opuesto 
hay otro electrodo (án o d o ) unido a un potencial positivo. Cuando la diferencia de potencial es 
suficientemente alta, se percibe una fluorescencia. 
Pasemos el ratón por la imagen para poder verla. 
Observamos que hay una pieza en forma de cruz de malta que da una sombra 
nítida. Esta sombra nos indica que la misteriosa radiación proviene del cátodo y 
se propaga en línea recta. La luz en sí misma se comprobó que se debía a la excitación del gas residual por "algo" que pasaba a través de él. Sólo faltaba 
comprobar la naturaleza de esta radiación. 

Tu b o  d e r ay o s c at ó d i c o s d e u s o  c i en t íf i c o  

A la izquierda vemos un tubo 
de rayos catódicos similar al 
que usó Tho m s o n  hacia 1897. 
Pasemos el ratón por él para 
ver sus componentes. 
Después del ánodo se ha 
añadido una zona donde se 
pueden insertar campos eléctricos y magnéticos 
perpendiculares a la radiación, 
para comprobar si posee carga 
eléctrica y su signo. 
Así se comprobó que los rayos catódicos eran cargas negativas, que luego se 
denominarían electrones. Más tarde se comprobó que si en el tubo había algo 
de gas hidrógeno se originaba una radiación formada por partículas positivas 
más pesadas que los electrones, los protones.Thomson había dado así un gran salto en la búsqueda del átomo moderno con 
ayuda del tubo de rayos catódicos. Deberíamos ahora tratar de comprender 
cómo se producen y comportan los rayos catódicos. 

Co m p o r t am i en t o  d e l o s  el ec t ro n es  en  el  t u b o  d e r ay o s  c at ó d i c o s  

Vamos a detenernos en 
principio en la zona 
comprendida entre cátodo y ...