rayos catodicos

LOS RAYOS CATÓDICOS 

El tubo de rayos catódicos, 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. Quizás la naturaleza de protones y electrones nos hubiera sido muy difícil de descubrir sin esta sencilla y potente herramienta. 
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. 

Objetivos que proponemos

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Comprender el funcionamiento básico del tubo de rayos catódicos y el efecto que tiene la presencia de campos eléctricos y 
magnéticos.
Entender cómo se puede utilizar esta herramienta para averiguar la 
velocidad y masa de partículas cargadas como los electrones.
Entender el funcionamiento de aparatos científicos, como el 
osciloscopio, y de productos de consumo, como la TV, basados 
históricamente en el tubo de rayos catódicos.Saber resolver ejercicios sobre el movimiento de los electrones en 
campos eléctricos y magnéticos, tanto desde el punto de vista 
clásico como desde el relativista. Esta capacidad nos puede ser muy 
útil en los temas de Electromagnetismo y Física Moderna del actual 
Bachillerato.

El tubo de Crookes 

Aunque Geissler había hecho algo parecido unos 
años antes, nosotros partiremos del tubo que diseñó Crookes 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 (cátodo) unido a un 
potencial eléctrico negativo. En el lado opuesto 
hay otro electrodo (ánodo) 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. Tubo de rayos catódicos de uso científico 

A la izquierda vemos un tubo 
de rayos catódicos similar al 
que usó Thomson 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. 

Comportamiento de los electrones en el tubo de rayos catódicos 

Vamos a detenernos en 
principio en la zona 
comprendida entre cátodo y 
ánodo, donde los electrones 
adquieren la energía que los 
convierte en rayos catódicos. 
Para analizar lo que sucede 
utilizaremos la escena 
acelerando. En ella analizamos la relación entre la diferencia de 
potencial aplicada y la velocidad 
de los electrones. 
En la escena Elec estudiamos la desviación del haz de electrones por un 
campo eléctrico interpuesto, mientras que en mag vemos la provocada por un 
campo magnético. Observemos que los dos campos desvían a los rayos 
catódicos en planos diferentes y con curvatura de diferente tipo....