Teoria Corpuscular De La Materia

TEORIA CORPUSCULAR DE LA MATERIA

Por: Joseph John Thomson

La teoría de la constitución de la materia que me propongo discutir en estas conferencias supone que las diversas propiedades de la materia surgen de efectos eléctricos. La base de la teoría es la electricidad, y su objetivo principal es construir un “átomo modelo”, por medio de distribuciones de electricidad positiva y negativa, que satisfaga en lo posible las propiedades conocidas del átomo real. Postularemos que las fuerzas de atracción y de repulsión entre las cargas eléctricas en el átomo siguen la bien conocida ley del inverso del cuadrado de la distancia , aunque, desde luego, únicamente tenemos evidencia experimental directa de esta ley en los casos en que las magnitudes de las cargas eléctricas involucradas, y las distancias entre ellas, son enormemente mayores que las cargas eléctricas y distancias típicas dentro del átomo. No trataremos de ir tras estas fuerzas y discutir el mecanismo mediante el cual pudieran ser producidas. La teoría no es una teoría final; su objetivo es más bien físico que metafísico. Desde el punto de vista de un físico, una teoría de la materia es una pauta más bien que un credo; el objetivo de la misma es relacionar o coordinar fenómenos de aparente diversidad y, sobre todo, sugerir, estimular y dirigir experimentos. Debe proveernos una ruta que, si se sigue, llevará al observador más y más adentro, hacia regiones aún no exploradas. Solamente; pero, de cualquier modo, quien esté guiado de esta manera seguirá adelante en una dirección definida y no vagará de un lado a otro, sin rumbo alguno.

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Esta teoría, según he dicho, supone que el átomo está compuesto de electricidad positiva y electricidad negativa. Una característica primordial de esta teoría -- y de la cual deriva su nombre-- es la manera peculiar en que la electricidad negativa se encuentra dentro del átomo y fuera del átomo. Suponemos que la electricidad negativa siempre aparece como partículas sumamente livianas, llamadas corpúsculos, y que todos estos corpúsculos, dondequiera que aparezcan, son siempre del mismo tamaño y siempre llevan la misma cantidad de electricidad. No importa cuál resulte ser la constitución del átomo, tenemos evidencia experimental directa de la existencia de estos corpúsculos y comenzaré la discusión de la Teoría Corpuscular con una descripción del descubrimiento de los corpúsculos y las propiedades de los mismos.

CORPÚSCULOS EN TUBOS AL VACÍO

El primer lugar en el cual se notó la existencia de los corpúsculos fue en un tubo altamente enrarecido a través del cual pasaba una descarga eléctrica. Cuando hago pasar una descarga eléctrica a través del tubo altamente enrarecido notarán que los lados del tubo brillan con una fosforescencia de un verde vivo. Se puede demostrar que este fenómeno se debe a algo que procede en líneas rectas desde el cátodo, el electrodo por donde la electricidad negativa entra al tubo.

Supongan que se coloca una cruz de Marta hecha de mica delgada entre el cátodo y las paredes del tubo. Notarán que cuando envío la descarga eléctrica la fosforescencia verde ya no se extiende por todo el extremo del tubo, como lo hacía cuando no tenía la cruz. En el extremo del tubo hay una cruz bien definida en la cual no hay fosforescencia, ya que la cruz de mica ha proyectado una sombra y la forma de la sombra demuestra que la fosforescencia se debe a algo que se propaga en línea recta desde el cátodo y cuyo paso está interrumpido por la delgada placa de mica. Este experimento lo hizo ya Sir William Crookes hace muchos años. La fosforescencia verde se debe a los rayos que salen del cátodo; los llamados rayos catódicos. En una época hubo una gran controversia en cuanto a la naturaleza de estos rayos y prevalecían dos puntos de vista: el primero, defendido principalmente por los físicos ingleses, era que los rayos son cuerpos electrizados negativamente expulsados desde el cátodo con gran velocidad; el otro punto de vista, defendido por la gran mayoría de los físicos alemanes, era que los rayos son alguna clase de vibraciones etéreas u ondas.

Un argumento a favor de que los rayos son partículas negativamente cargadas es que las fuerzas magnéticas desvían los rayos como si ellos fuesen partículas cargadas de electricidad negativa que se movieran en la misma dirección que los rayos. Sabemos que cuando se coloca un imán cerca de estas partículas actúa sobre ellas una fuerza en ángulo recto con la fuerza magnética.

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Las observaciones que pueden hacerse en una conferencia son necesariamente muy generales e incompletas; pero puedo añadir que las medidas elaboradas y precisas que se han hecho del movimiento o desviaciones de los rayos catódicos bajo las fuerzas magnéticas han demostrado que, en este respecto, los rayos se comportan exactamente igual que si fueran partículas electrizadas en movimiento.

Otro argumento a favor de que los rayos catódicos son partículas cargadas negativamente fue demostrar que cuando estas partículas se atrapan en una vasija metálica le imparten a ésta una carga eléctrica negativa. El primero en hacer esto fue Perrin. Aquí tengo una modificación de su experimento. (Véase figura 1.)

A es un cilindro metálico con un agujero en él. Está colocado de tal suerte, que queda fuera del paso de los rayos que vienen desde C, a menos que los desvíe un imán. Se conecta a un electroscopio . Verán que cuando los rayos no pasan a través del agujero en el cilindro, el electroscopio no recibe carga alguna. Ahora, por medio de un imán, desvío los rayos de manera que pasen por el agujero en el cilindro. Verán que el electroscopio está cargado porque las láminas de oro del electroscopio se han separado, y al cotejar para ver qué tipo de carga eléctrica se le ha comunicado al electroscopio encontramos que es negativa.

DESVIACIÓN DE LOS RAYOS CATÓDICOS POR MEDIO

DE UN CUERPO CARGADO

Si los rayos son cargas de electricidad negativa, un cuerpo electrizado debiera desviarlos, al igual que un imán. En los primeros experimentos que se hicieron relacionados con esta idea no se observó ninguna desviación. Se ha demostrado que la razón para esto es que cuando los rayos catódicos pasan a través de un gas lo convierten en conductor de electricidad, así que, si hay una cantidad apreciable de gas en la vasija por la cual los rayos están pasando, este gas se convertirá en un conductor de electricidad, y los

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