Práctica sobre rayos catódicos

Objetivo

 Observar mediante los experimentos realizados por la profesora los rayos catódicos, así mismo observar cual es el cátodo y el ánodo que se presenta en el tubo de rayos catódicos. También observar el comportamiento de los electrones dentro de los diferentes  tubos de rayos catódicos (los cuales tienes gases a baja presión).

Materiales

•Tubo de Rayos Catódicos

•Bomba de vacío

•Nitrógeno

•Convertidor de corriente (caja color azul)

•Escritorio

•Electricidad

•Imán

•Hidrogeno

Introducción

  Thomson hizo varios experimentos en los cuales, desarrollo varios tubos, los cuales estaban a baja presión pero dentro de ellos estaba contenido un gas. Después de haber desarrollado los tubos él quería saber cómo era el comportamiento del electrón, así que en los tubos que contenían gas a baja presión así como un cátodo y un ánodo lo que hizo después fue ponerlos a un cierto voltaje para así poder observar mejor los rayos catódicos. Y de ahí experimentar para saber cuál era el comportamiento del electrón bajo cierta circunstancia.  

Preguntas del manual

1. ¿Mediante qué fenómeno en el átomo se transmite la corriente eléctrica en los gases cuando están a baja presión y alto voltaje? Se trasmite la corriente eléctrica gracias a que los electrones de los gases que se encuentran al vació y a abaja presión, al aplicarles suficiente corriente eléctrica, se excitan creando radiación.

 2. ¿Cuál es el valor de la carga del electrón? La carga elemental o carga del electrón es la constante física que corresponde a la unidad mínima e indivisible de carga eléctrica: todas las cargas observables son un múltiplo entero de esta carga. Su valor en el Sistema Internacional de acuerdo con la última lista de constantes del CODATA publicada en el 2002 es: e = 1.602 176 53(14) × 10-19 C Frecuentemente se usa también el sistema cegesimal cuya unidad de carga eléctrica es el Franklin (Fr). El valor de la carga elemental es entonces de aproximadamente 4,803 × 10-10 Fr. Aunque la carga sea una magnitud discreta, en la mayoría de las situaciones es considerada como una magnitud continua, ya que la carga elemental es tan pequeña que cuando se trabaja con magnitudes grandes el error es más que despreciable. El valor de la carga del electrón fue determinado en 1906 por Robert Millikan.

3. ¿Cuál es el valor de la relación e/m del electrón? Masa del electrón: m= 9. 108 X 10-31 Kg. Carga del electrón: q= e- = -1.602 X 10-19 C La carga específica del electrón, e/m, puede obtenerse a partir de las desviaciones que sufre un haz de electrones sometido a la acción de campos eléctricos y magnéticos producidos con un montaje experimental adecuado. El valor e/m = -1, 758 820 174 × 1011 C·kg-1 El más preciso.

 4. ¿Fue obtenido el valor de la masa del electrón experimentalmente? O ¿qué criterio se siguió para hacerla? Fue obtenida experimentalmente. Históricamente, fue Joseph John Thomson quien primero determinó con éxito la razón entre la carga del electrón y su masa, e/m. El experimento de Thomson tenía por objeto investigar la naturaleza corpuscular de los rayos catódicos. Su dispositivo, que esencialmente es el mismo que se utiliza hoy día en este tipo de experiencias, consta de un cañón de electrones (originalmente denominados rayos catódicos) en el que estas partículas – emitidas por un metal calentado y, seguidamente, aceleradas entre las placas de un condensador mantenido a una alta diferencia de potencial. Los rayos catódicos se obtenían en tubos en los que se había hecho un vacío elevado esto explica que no pudieran ser observados hasta que se desarrollaron eficientes bombas de alto vacío– entre dos placas metálicas sometidas a alta tensión. El montaje experimental de Thomson, quien estaba convencido de que los rayos catódicos eran partículas cargadas, demostró que la relación e/m obtenida era independiente de los metales que formaban los electrodos dentro del tubo de vacío y de los gases enrarecidos que contenía dicho tubo. Dado el carácter universal de las partículas que formaban los rayos catódicos, se considera a J.J. Thomson como el descubridor del electrón.

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