Tubos electrónicos

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Universidad Católica Andrés Bello

Facultad de Humanidades y Educación

Escuela de Educación

Laboratorio de física moderna

Informe 1: Tubos electrónicos

Profesor:

Cristhian Murati

Integrantes:

Carmen Sánchez

Caracas, noviembre de 2021

Marco Teórico

Tubo de Cruz de Malta

El tubo de Crookes o Tubo de Cruz de Malta es un tubo que consta de una esfera de vidrio sellada al vacío, dos electrodos (cátodo y ánodo) y un obstáculo en el centro de la esfera (Cruz de Malta).

Este tubo sirve para explicar la propagación rectilínea de los rayos catódicos en el espacio libre de campos. Esto debido a que la cruz de Malta en el centro proyecta su sombra sobre el vidrio.

Los rayos catódicos, descubiertos por Crookes, se producen cuando se conectan los electrodos a una diferencia de potencial y están hechos de electrones procedentes del cátodo.

En el tubo con cruz de Malta se aceleran electrones desde el ánodo hacia una pantalla fluorescente donde son observados como un fenómeno luminoso. El cañón electrónico genera un haz de electrones divergente el cual forma en la pantalla la imagen de un cuerpo situado entre pantalla y cañón electrónico.

Tubo de rayos X

Conocemos como “tubo de rayos X” al lugar físico donde se genera esta radiación electromagnética, mediante un proceso en el cual los electrones acelerados son frenados al colisionar contra un material blanco. Está compuesto básicamente por un ánodo y un cátodo, al igual que el tubo anterior, alojados en una cavidad donde se ha inducido vacío. Esta cavidad suele ser una cápsula de vidrio y el proceso de producción de rayos X se da al salir electrones del cátodo e impactar en el ánodo.

El ánodo se encuentra generalmente formado por una pieza de Cobre con un blanco de Tungsteno o Molibdeno, aunque los materiales de cada parte son seleccionados en función de sus propiedades físicas. El blanco de Tungsteno o Molibdeno debe ser altamente refractario, pues deberá conservar sus propiedades a altas temperaturas, mientras que debe estar adherido a un material como el Cobre, que funcione de disipador del calor al que es sometido.

El cátodo, compuesto por un filamento metálico, es calentado por una corriente eléctrica, lo que imparte calor a sus átomos y genera una “nube” de electrones libres en su superficie. Para generar esto, es necesario que el filamento alcance temperaturas altas, por lo que, aprovechando su elevada temperatura de fusión, el filamento suele también ser de Tungsteno y la cantidad de electrones en la nube dependerá de la corriente en el filamento.

Al aplicarse una diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo, dejando al ánodo como positivo, los electrones que se desprenden del cátodo por el calentamiento se dirigen al ánodo y se aceleran por el campo eléctrico. Así, alcanzan su velocidad máxima al llegar al ánodo.

Tubo de Perrín

En el tubo de Perrin se pueden desviar rayos catódicos en un vaso de Faraday que hace un ángulo de 45° respecto al rayo electrónico y se carga por acción de los rayos catódicos, mediante un campo eléctrico o magnético.

Con un electroscopio se muestra la existencia de la carga. La polaridad de la carga también se puede comparar con otra carga de signo conocido. Si la desviación es causada por un campo de intensidad conocida, entonces también se puede calcular la carga específica a partir de la tensión de aceleración UA y de los datos geométricos del tubo.

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