rayos catódicos

los rayos catódicos son haces de electrones o corrientes de electrones que se observaron por primera vez en tubos de Crookes (tubos de vacío).

los Rayos Catódicos

los rayos Catódicos (también llamado un haz de electrones o un e-beam) son corrientes de electrones observados en tubos de vacío., Si un tubo de vidrio evacuado está equipado con dos electrodos y se aplica un voltaje, se observa que el vidrio opuesto al electrodo negativo brilla a partir de los electrones emitidos desde el cátodo. Los electrones fueron descubiertos por primera vez como constituyentes de los rayos catódicos. La imagen en un televisor clásico es creada por un haz enfocado de electrones desviados por campos eléctricos o magnéticos en tubos de rayos catódicos (CRT).

los rayos catódicos se llaman así porque son emitidos por el electrodo negativo, o cátodo, en un tubo de vacío., Para liberar electrones en el tubo, primero deben separarse de los átomos del cátodo. Los primeros tubos de vacío de cátodo frío, llamados tubos de Crookes, usaban un alto potencial eléctrico entre el ánodo y el cátodo para ionizar el gas residual en el tubo. El campo eléctrico aceleró los iones y los iones liberaron electrones cuando chocaron con el cátodo.

Los tubos de vacío modernos utilizan emisión termiónica, en la que el cátodo está hecho de un filamento de alambre delgado que se calienta por una corriente eléctrica separada que pasa a través de él., El aumento del movimiento de calor Aleatorio de los átomos de filamento golpea electrones fuera de los átomos en la superficie del filamento y en el espacio evacuado del tubo. Dado que los electrones tienen una carga negativa, son repelidos por el cátodo y atraídos al ánodo. Viajan en líneas rectas a través del tubo vacío. El voltaje aplicado entre los electrodos acelera estas partículas de baja masa a altas velocidades.,

los rayos catódicos son invisibles, pero su presencia se detectó por primera vez en los primeros tubos de vacío cuando golpearon la pared de vidrio del tubo, excitando los átomos del vidrio y haciendo que emitan luz, un resplandor llamado fluorescencia. Los investigadores notaron que los objetos colocados en el tubo frente al cátodo podían proyectar una sombra sobre la pared brillante, y se dieron cuenta de que algo debe estar viajando en líneas rectas desde el cátodo., Después de que los electrones alcanzan el ánodo, viajan a través del cable del ánodo a la fuente de alimentación y de regreso al cátodo, por lo que los rayos catódicos transportan corriente eléctrica a través del tubo.

historia de los rayos catódicos

en 1838, Michael Faraday pasó una corriente a través de un tubo de vidrio lleno de aire enrarecido y notó un extraño arco de luz con su comienzo en el cátodo (electrodo negativo) y su final casi en el ánodo (electrodo positivo).

tubos de Crookes

en la década de 1870, el físico británico William Crookes y otros fueron capaces de evacuar tubos enrarecidos a una presión por debajo de 10-6 atm., Estos se llamaban tubos de Crookes. Faraday había sido el PRIMERO en notar un espacio oscuro justo delante del cátodo, donde no había luminiscencia. Esto llegó a ser llamado el espacio oscuro del cátodo, el espacio oscuro de Faraday, o el espacio oscuro de Crookes.

Crookes descubrió que a medida que bombeaba más aire fuera de los tubos, el espacio oscuro de Faraday se extendía por el tubo desde el cátodo hacia el ánodo, hasta que el tubo estaba totalmente oscuro. Pero en el extremo del ánodo (positivo) del tubo, el vidrio del tubo en sí comenzó a brillar., Lo que estaba sucediendo era que a medida que se bombeaba más Aire de los tubos, los electrones podían viajar más lejos, en promedio, antes de golpear un átomo de gas. En el momento en que el tubo estaba oscuro, la mayoría de los electrones podían viajar en líneas rectas desde el cátodo hasta el extremo del ánodo del tubo sin una colisión. Sin obstrucciones, estas partículas de baja masa fueron aceleradas a altas velocidades por el voltaje entre los electrodos. Estos eran los rayos catódicos., Cuando llegaron al extremo del ánodo del tubo, viajaban tan rápido que, aunque se sintieron atraídos por él, a menudo volaron más allá del ánodo y golpearon la pared posterior del tubo. Cuando golpeaban átomos en la pared de vidrio, excitaban sus electrones orbitales a niveles de energía más altos, haciendo que se fluorecieran.

tubo de Crookes: Un tubo de Crookes es un enrarecido tubo evacuado a una presión inferior a 10-6 atm. Fue utilizado en el descubrimiento de rayos catódicos.,

investigadores posteriores pintaron la pared interior posterior con productos químicos fluorescentes como sulfuro de zinc, para hacer que el brillo sea más visible. Los rayos catódicos en sí mismos son invisibles, pero esta fluorescencia accidental permitió a los investigadores notar que los objetos en el tubo frente al cátodo, como el ánodo, proyectan sombras de bordes afilados en la brillante pared posterior. En 1869, el físico alemán Johann Hittorf fue el PRIMERO en darse cuenta de que algo debe estar viajando en líneas rectas desde el cátodo para proyectar las sombras. Eugene Goldstein los llamó rayos catódicos.

J. J., El experimento de Thomson

J. J. Thomson estudió los tubos de rayos catódicos y se le ocurrió la idea de que las partículas en los haces de cátodos deben ser negativas porque fueron repelidas por elementos cargados negativamente (ya sea el cátodo o una placa cargada negativamente en el tubo de rayos catódicos) y atraídas por elementos cargados positivamente (ya sea el ánodo o la placa cargada positivamente en el tubo de rayos catódicos). Llamó a estas piezas súper diminutas del átomo, «electrones., A través de sus experimentos, Thomson refutó la teoría atómica de Dalton, porque la teoría atómica de Dalton afirmaba que los átomos eran la pieza más pequeña de la materia en el universo y que eran indivisibles. Claramente, la presencia de electrones negaba estas porciones de la teoría atómica de Dalton.