Experimentos de rayos catodicos en línea

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Un haz de rayos catódicos en un tubo de vacío doblado en un círculo por un campo magnético generado por una bobina de Helmholtz. Los rayos catódicos son normalmente invisibles; en esta demostración con un tubo Teltron, se ha dejado suficiente gas residual como para que los átomos de gas brillen por la luminiscencia cuando son golpeados por los electrones que se mueven rápidamente.

Los rayos catódicos se llaman así porque son emitidos por el electrodo negativo, o cátodo, de un tubo de vacío. Para liberar electrones en el tubo, primero deben desprenderse de los átomos del cátodo. En los primeros tubos de vacío experimentales de cátodo frío en los que se descubrieron los rayos catódicos, llamados tubos de Crookes, esto se hacía utilizando un alto potencial eléctrico de miles de voltios entre el ánodo y el cátodo para ionizar los átomos de gas residuales en el tubo. Los iones positivos eran acelerados por el campo eléctrico hacia el cátodo, y cuando chocaban con él expulsaban electrones de su superficie; estos eran los rayos catódicos. Los tubos de vacío modernos utilizan la emisión termoiónica, en la que el cátodo está formado por un fino filamento de alambre que se calienta mediante el paso de una corriente eléctrica independiente. El aumento del movimiento térmico aleatorio del filamento expulsa los electrones de la superficie del filamento hacia el espacio evacuado del tubo.

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rayos catódicos

conectados a un electrómetro, un dispositivo para captar y medir la carga eléctrica. Perrin había descubierto que los rayos catódicos depositaban una carga eléctrica. Thomson quería ver si, doblando los rayos con un imán, podía separar la carga de los rayos. Descubrió que cuando los rayos entraban en la rendija de los cilindros, el electrómetro medía una gran cantidad de carga negativa. El electrómetro no registraba mucha carga eléctrica si los rayos se doblaban para que no entraran en la rendija. Según Thomson, la carga negativa y los rayos catódicos debían estar pegados de alguna manera: no se podía separar la carga de los rayos.

odos los intentos habían fracasado cuando los físicos trataron de doblar los rayos catódicos con un campo eléctrico. Ahora Thomson pensó en un nuevo enfoque. Normalmente, una partícula cargada se curva al atravesar un campo eléctrico, pero no si está rodeada por un conductor (una vaina de cobre, por ejemplo). Thomson sospechó que los restos de gas que quedaban en el tubo eran convertidos en conductores eléctricos por los propios rayos catódicos. Para probar esta idea, se esforzó en extraer casi todo el gas de un tubo, y descubrió que ahora los rayos catódicos sí se doblaban en un campo eléctrico después de todo.

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el color de los rayos catódicos

Los rayos catódicos se llaman así porque son emitidos por el electrodo negativo, o cátodo, de un tubo de vacío. Para liberar electrones en el tubo, primero deben desprenderse de los átomos del cátodo. En los primeros tubos de vacío experimentales de cátodo frío en los que se descubrieron los rayos catódicos, llamados tubos de Crookes, esto se hacía utilizando un alto potencial eléctrico de miles de voltios entre el ánodo y el cátodo para ionizar los átomos de gas residuales en el tubo. Los iones positivos eran acelerados por el campo eléctrico hacia el cátodo, y cuando chocaban con él expulsaban electrones de su superficie; estos eran los rayos catódicos. Los tubos de vacío modernos utilizan la emisión termoiónica, en la que el cátodo está formado por un fino filamento de alambre que se calienta mediante el paso de una corriente eléctrica independiente. El aumento del movimiento térmico aleatorio del filamento hace que los electrones salgan de la superficie del filamento y pasen al espacio evacuado del tubo.

Como los electrones tienen carga negativa, son repelidos por el cátodo negativo y atraídos por el ánodo positivo. Viajan en líneas paralelas a través del tubo vacío. La tensión aplicada entre los electrodos acelera estas partículas de baja masa hasta alcanzar altas velocidades. Los rayos catódicos son invisibles, pero su presencia se detectó por primera vez en estos tubos de Crookes cuando golpeaban la pared de vidrio del tubo, excitando los átomos del vidrio y haciendo que emitieran luz, un brillo llamado fluorescencia. Los investigadores observaron que los objetos colocados en el tubo delante del cátodo podían proyectar una sombra en la pared brillante, y se dieron cuenta de que algo debía viajar en línea recta desde el cátodo. Después de que los electrones golpeen la parte trasera del tubo, se dirigen al ánodo, luego viajan por el cable del ánodo a través de la fuente de alimentación y vuelven a través del cable del cátodo hasta el cátodo, por lo que los rayos catódicos llevan la corriente eléctrica a través del tubo.

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