Tubos de rayos catodicos

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 TUBOS DE DESCARGA DE RAYOS CATODICOS

El tubo de rayos catódicos es un dispositivo de visualización que inventó Crookes (1832-1919) en 1875. Se ha venido empleando en monitores, televisores y osciloscopios, aunque en la actualidad se está sustituyendo paulatinamente por las nuevas tecnologías de proyección de imágenes (plasma, LCD, LED).


El descubrimiento de los rayos catódicosse produjo durante 1858 y 1859 por Plücker (1801-1868), que llamó así a rayos que emanaban de una lámpara de vacío. Posteriormente, en 1897, Thomson (1856-1940) determinó la relación entre la carga y la masa de los rayos catódicos, midiendo cuánto se desvían por un campo eléctrico y la cantidad de energía que llevan. Como se explica en el tema dedicado a la Estructura atómica, Thomson dedujo elcarácter corpuscular de los rayos y su naturaleza eléctrica negativa. Estudió la descarga eléctrica que se produce dentro de tubos al vacío parcial (algo de aire), llamados Tubos de rayos catódicos.

El aire enrarecido sirve efectivamente para que, si alguna partícula pequeña se desplaza y choca una molécula de Nitrógeno u Oxígeno, se produzca una iluminación en la dirección del flujo de partículasde modo que pueda ser identificado.
Thomson encontró que cuando un voltaje suficientemente alto (proveniente de una pila o bobina) era aplicado entre los electrodos, un rayo que él llamó rayos catódicos (porque comenzaba en el electrodo negativo de la pila) se producía. Este rayo viajaba hacia el electrodo (+) por lo que dedujo que se trataba de un flujo de partículas repelidas por el electrodo(-) que necesariamente significaba que eran partículas cargadas (-) atraídas por el electrodo (+) y que llamó desde entonces electrones e- . Para demostrar que efectivamente se trataba de partículas cargadas (-) Thomson ideó colocar "otra pila" con electrodos (+) y (-) perpendiculares al haz que se origina en el polo (-). Así, él también descubrió que el flujo se desviaba hacia el polo (+) de lapila.
Según las observaciones de Thomson, estos rayos:

Se propagan en línea recta.
Al colocar un imán, se produce un campo eléctrico el cuál desvía a los rayos catódicos. (Regla de la mano derecha)
Producen efectos mecánicos, térmicos, químicos y luminosos.
Si se pone unas aspas delante, las hace girar, demostrando así que el electrón tiene masa.
Sus componentes, los electrones, sonuniversales, puesto que al cambiar el gas contenido en el tubo, no cambia la naturaleza de los rayos.



Además obtuvo la relación entre su carga y su masa. Esta relación mostraba que las partículas que componían los rayos catódicos tenían que ser muy livianas. Poco después, se les dio el nombre de electrones, y en 1913 Millikan (1868-1953) obtuvo por separado el valor de su carga eléctrica y desu masa con el experimento de la gota de aceite.
EXPERIMENTO DE MILIKAN
El experimento de la gota de aceite fue un experimento realizado por Robert Millikan y Harvey Fletcher para medir la carga elemental (la carga del electrón).

Este experimento implicaba equilibrar la fuerza gravitatoria hacia abajo con la flotabilidad hacia arriba y las fuerzas eléctricas enlas minúsculas gotas de aceite cargadas suspendidas entre dos electrodos metálicos. Dado que la densidad del petróleo era conocida, las masas de las “gotas ", y por lo tanto sus fuerzas gravitatorias y de flotación, podrían determinarse a partir de sus radios observados. Usando un campo eléctrico conocido, Millikan y Fletcher pudieron determinar la carga en las gotas de aceite en equilibriomecánico.

Repitiendo el experimento para muchas gotas, confirmaron que las cargas eran todas múltiplos de un valor fundamental, y calcularon:
Carga del electrón: -1,602 × 10-19 C
Masa del electrón: 9,1 × 10-31 kg

Retomando de nuevo, 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...