TUBOS DE DESCARGA

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

• Estudiar el funcionamiento de los diferentes tubos de descarga existentes en el laboratorio.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Observar y analizar la producción de descarga eléctrica en tubos de vacío.

• Establecer las características de los tubos de descarga.

INTRODUCCIÓN

En este trabajo se hablará de Joseph Thomson, quien fue un físico británico. Se presentarán los diferentes modelos atómicos hasta llegar al de Thomson, que contiene unas partículas negativas, las cuales son llamadas electrones. Estas partículas fueron descubiertas por Thomson y un estudiante de él en el siglo XVII, a través de un experimento que se realizó para descubrir la velocidad de los rayos catódicos. Estos rayos son producto de otras observaciones realizadas en otros experimentos, dentro de los tubos de descarga, lo que nos lleva al tema a presentar. Si bien esto no parece tener mucha relación con los tubos de descarga más tarde se podrá ver que la mayoría de los modelos atómicos más recientes contienen las partículas negativas, además los electrones son lo que compone a los rayos catódicos, que son producidos por estos tubos.

Estos tubos tienen algunas características que permiten que seformen los rayos, las cuales se mencionan en el desarrollo del trabajo. Pero antes de comenzar con el trabajo en sí, debe quedar claro que con descargas se quiere decir descargas eléctricas y que existen dos tipos de tubos de descarga: el tubo de rayos catódicos y el tubo de Crookes.

Antes de que prosigamos con esta breve introducción al tema se debe dejar en claro los siguientes conceptos:

Átomo: una de las unidades más pequeña de la materia, antes se creía que era indivisible.

Electrodo: superficie que contiene al cátodo y ánodo

Cátodo: electrodo “negativo”, iones se dirigen al ánodo

Ánodo: electrodo “positivo”, iones se dirigen al cátodo

Ambos están en comillas ya que se conocen comúnmente así, pero el cátodo puede ser positivo y viceversa.

La metodología utilizada para este trabajo consta en una extensa investigación sobre lo que es un tubo de descarga, luego expandir un poco eso y decir quien lo creo, que otros aportes tuvo y si es que es factible decir en que ayuda el tubo de descarga. Por lo que se deduce que el objetivo de este trabajo es saber en qué aporto el tubo de descarga.

Antes de presentar los tubos de descarga en sí veremos una introducción a unos de los personajes más influyentes de la época, que hizo un descubrimiento que permitió comprender el estudio de unos rayos que aparecían dentro de estos tubos.

Joseph John Thomson:

Joseph John Thomson fue un científico británico. Nació en Cheetham Hill, cerca de Manchester el 18 de diciembre de 1856. Cursó sus estudios en la Universidad de

Manchester y se mudó a Cambridge en 1876. En 1880 se graduó en matemáticas. Asumió un puesto en el laboratorio de Cavendish como profesor de física, donde emprendió investigaciones sobre las teorías del electromagnetismo de Maxwell. En 1884 fue designado director del famoso laboratorio Cavendish de esa universidad.

En 1897 sus investigaciones lo condujeron al descubrimiento del electrón: toda materia, cualquiera que sea su fuente, contiene partículas de la misma clase mucho menos masivas que los átomos de que forman parte demostró sus hipótesis con el paso de la electricidad por un tubo de vacío interesándose en los misteriosos rayos que partían del polo negativo. Así descubrió que éstos no eran ondas, sino partículas infinitesimales (infinitamente pequeñas), conductoras de energía negativa. A estas las llamó electrones y afirmó que se encontraban en toda clase de materia.

Escribió varias obras, entre las que destacan: Las descargas de electricidad a través de los gases, Conducción de electricidad a través de los gases, La teoría corpuscular de la materia, El electrón en la química y Recopilaciones y reflexiones.

Thomson recibió el Premio Nobel de Física junto con siete hombres que trabajaron con él en el campo de la química en el año 1906. Obtiene el reconocimiento de los grandes méritos en sus investigaciones teóricas y experimentales en el transporte de la electricidad a través de los gases.

Hubieron más científicos que desenvolvieron sus afirmaciones, entre ellos se encontraba su discípulo y sucesor Ernest Rutherford, quien fue el

iniciador de la teoría nuclear, determinante para los estudios atómicos y su hijo George Paget Thomson quien al igual que su padre obtuvo el Premio Nobel de Física en 1937 debido a que demostró las propiedades de tipo ondulatorio en los electrones.

Murió el 30 de agosto de 1940 y fue enterrado en la Abadía de Westminster, cerca de Sir Isaac Newton

Descubrimiento del electrón:

Hacia fines del siglo XIX se logró la definición de fenómenos electromagnéticos, los cuales se describen como fenómenos que involucran cargas en movimiento, concluyendo que la luz es producto de la vibración de las cargas. Los científicos de esa época se preguntaron ¿Por qué los átomos producen luz? ¿Qué es lo que vibra dentro de ellos?

En un comienzo se observaba el fenómeno las descargas que emitían las nubes, que originalmente se le atribuía a los Dioses; y Benjamin Franklin fue el primero en demostrar que estas descargas tenían una naturaleza eléctrica, a través de su experimento de unos cometas de papel, que consistía en lanzar una cometa de seda (para resistir la humedad) en medio de una tormenta, la punta de esta cometa era metálica, así, cuando puso una llave en el otro extremo del cordel descubrió que este era conductor de electricidad y por ende estas descargas (rayos) eran de naturaleza eléctrica. Pero a pesar de todo, los rayos no fueron estudiados por que presentaban una gran desventaja: eran muy incontrolables e inestables.

Rayos Catódicos:

Al tubo previamente mencionado se le colocaron dos placas metálicas a las cuales se les aplicó electricidad, Julius Plucker pudo observar la misma luminosidad que muchos de los científicos veían antes, pero cuando el gas estaba casi totalmente evacuado Plucker observo una luz verde. Se dio cuenta de que esa luz es producida por algún tipo de

rayo emitido por la placa conectada al cátodo y que viajaba en el vacío. También vio que esta imagen podía ser distorsionada si se le acercaba un imán a la zona del ánodo. Años más tarde recibió el nombre de rayos catódicos.

Modelo atómico de Thomson:

Fue propuesta en el año 1904, en el modelo sugerido

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