Rayos Catódicos
La luminiscencia verdosa que aparece en la pared del tubo de Crookes siempre aparece en el lado opuesto al cátodo, en frente a este. Cambiándose la posición del cátodo y la del ánodo, de todas las formas posibles, ella siempre aparece enfrente del cátodo.
Concluimos entonces que la luminiscencia es producida por alguna cosa que sale desde el cátodo, atraviesa el tubo y se choca contra una pared de vidrio. Cuando este fenómeno fue descubierto, se dio el nombre muy vago de “rayos catódicos” para referirse a esa cosa que sale desde el cátodo, esto porque su naturaleza era enteramente desconocida.
La naturaleza de los rayos catódicos
Después de algunos años que los rayos catódicos fueron descubiertos, el estudio de sus propiedades mostró claramente que ellos están constituídos de partículas que poseen carga eléctrica y masa mecánica muy pequeñas.
Se observó también que esas partículas son todas iguales, independientemente del metal del que fuese hecho el cátodo o ánodo.
Se concluyó entonces que esas partículas emitidas por el cátodo entran en la constitución de todos los cuerpos. Ellas fueron llamadas electrones.
Los rayos catódicos son electrones que son arrancados del cátodo por causa de la diferencia de potencial existente entre el cátodo y el ánodo y son atraídos por el ánodo
Propiedades de los Rayos Catódicos
1º Producen luminiscencia en los cuerpos con que se chocan, como por ejemplo, en la pared del tubo. Fue esta propiedad que permitió su descubrimiento
La emisión de esa luz se explica de la siguiente forma: los electrones que constituyen los rayos catódicos, cuando encuentran el vidrio, poseen gran energía cinética. Con el choque, ellos pierden esa energía cinética, comunicando energía a los electrones de los átomos del vidrio; esos electrones son entonces acelerados. Y una carga eléctrica acelerada emite onda electromagnética. Los electrones del vidrio emiten entonces onda electromagnética cuyo largo de onda está en los límites de la luz, esto es, onda electromagnética visible.
2º Se propagan con gran velocidad, que varía desde un límite inferior de unos 100 Km/seg hasta un límite superior próximo de la velocidad de la luz (300.000 Km/seg). La velocidad es mayor cuanto mayor fuese la diferencia aplicada entre el ánodo y el cátodo.
3º Se propagan aproximadamente en línea recta. Se acostumbra demostrar esta propiedad construyéndose un tubo de Crookes en que el ánodo sea una cruz. Cuando el tubo funciona en una cámara oscura se nota en la pared del tubo la sombre de la cruz, indicando que los electrones se propagan aproximadamente en línea recta; los que son detenidos por la cruz produciendo su sombra.
La primera figura es la fotografía de uno de estos tubos. La segunda es la fotografía de uno de esos tubos funcionando; esta fotografía fue obtenida en una cámara oscura, con la propia luz emitida por la pared del tubo debido al choque de los rayos catódicos.
Tubo de Crookes
Esta propiedad también puede ser demostrada con el tubo de la figura a continuación
El cátodo es el círculo central y existen dos ánodos: uno es la estrella, el otro es un disco con falta de una estrella en medio. Cuando el tubo funciona en una cámara oscura se nota en el lado derecho la sombra de la estrella, en el lado izquierdo, una estrella luminosa producida por los rayos catódicos que pasaron por la parte central del disco.
4º Atraviesan pequeñas espesuras de materiales. Por ejemplo, la cruz de la figura a continuación debe tener de 1 a 2 mm de espesor, sino sería atravesada por los electrones.
5º Para demostrar que los rayos catódicos son constituidos de partículas que poseen energía cinética, se construyó un tubo que tenga, entre el ánodo y el cátodo, una hélice que pueda girar fácilmente. Cuando el tubo funciona la hélice es movida desde el cátodo al ánodo, debido al impacto de los rayos catódicos.
La figura a continuación es fotografía de uno de estos tubos, en que la hélice está hecha de vidrio.
6º Son desviados por un campo eléctrico o por un campo magnético. Por un campo eléctrico, porque los electrones teniendo carga eléctrica, quedan sujetos a la fuerza en ese campo. Por un campo magnético, porque los electrones en movimiento constituyen una corriente eléctrica y ya sabemos que una corriente eléctrica está sujeta a fuerzas en un campo magnético.
