Rayos catodicos

NOMBRE DE LA PRACTICA: “RAYOS CATODICOS” Tubo de Crookes CARRERA:Ingenieria Quimica MATERIA:Quimica Inorganica PORTADA…………………………………………………. Pag. 1 CONTENIDO………………………………………………… Pag. 2 INTRODUCCION…………………………………………….. Pag. 3 OBJETIVO…………………………………………………. Pag. 4 MATERIAL…………………………………………………Pag. 5 DESARROLLO………………………………………………Pag. 6 CONCLUSION……………………………………………….. Pag. 7 Los rayos catodicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacio, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un catodo (electrodo negativo) y un anodo (electrodo positivo) en una configuracion conocida como diodo.

Cuando se calienta el catodo, emite una cierta radiacion que viaja hacia el anodo. Si las paredes internas de vidrio detras del anodo estan cubiertas con un material fosforescente, brillan intensamente. Una capa de metal colocada entre los electrodos proyecta una sombra en la capa fosforescente. Esto significa que la causa de la emision de luz son los rayos emitidos por el catodo al golpear la capa fosforescente. Los rayos viajan hacia el anodo en linea recta, y continuan mas alla de el durante una cierta distancia. Los tubos especiales fueron desarrollados para el estudio de estos rayos por William Crookes y se los llamo tubos de Crookes.

Pronto se vio que los rayos catodicos estan formados por los portadores reales de la electricidad que ahora se conocen como

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electrones. El hecho de que los rayos son emitidos por el catodo, es decir el electrodo negativo, demostro que los electrones tienen carga negativa. Los rayos catodicos se propagan en linea recta en ausencia de influencias externas e independientemente de donde se situe el anodo, pero son desviados por los campos electricos o magneticos (que pueden ser producidos colocando los electrodos de alto voltaje o imanes fuera del tubo de vacio – esto explica el efecto de los imanes en una pantalla de TV).

En pocas palabras “Cuando a un tubo de Crookes se le aplica un diferencial de alto voltaje (5 000 a 10 000 voltios), y a una presion reducida (0. 01 atm. ), se forma un haz de rayos de alta frecuencia. Estos rayos catodicos se dirigen hacia la placa con carga positiva llamado anodo emitiendo una fuerte fluorescencia, independientmente del gas residual, cuando fuera del tubo se colocan placas magneticas (imanes) determinan que un cuerpo cargado en movimiento, interactua con el campo magnetico y desvia su trayectoria”. Se denomina experimento de Millikan o experimento de la ota de aceite al experimento realizado por primera vez en 1909 por el fisico estadounidense Robert Millikan y que le permitio medir la carga del electron. El experimento consiste en introducir en un elemento gaseoso, gotitas de aceite de un radio del orden de un micrometro. Estas gotitas caen lentamente, con un movimiento uniforme, con su peso compensado por la viscosidad del medio. Este tipo de movimiento viene regido por la ley de Stokes. Ahora bien, las gotas se cargan electrostaticamente al salir del atomizador por lo que su movimiento de caida se altera significativamente si se hace actuar un campo electrico vertical.

Ajustando convenientemente la magnitud del campo electrico, puede lograrse que la gota permanezca en suspension. Millikan recibio el premio Nobel de Fisica en 1923 en parte por este experimento. * Describir el comportamiento de los rayos catodicos en campos electricos y magneticos. * Saber como se puede hallar la velocidad de los electrones, su carga y su masa, al relacionar el experimento de los “RAYOS CATODICOS” Tubo de Crookes con el experimento de Millikan tambien conocido como el experimento de LAS GOTAS DE ACEITE. Saber como obtuvo Millikan el valor de la carga electrica que posee un electron. RAYOS CATODICOS 1 Tubo de Crookes con pantalla de ZnS 1 Condensador 1 Pila 2 Pinzas de caiman con conductores 1 Iman EXPERIMENTO DE MILLIKAN 1. – Conectar la fuente de alto voltaje a los electrodos del tubo de Crookes, por medio de las pinzas de caiman. 2. – Aplicar el voltaje requerido, y observar que se produce un haz luminoso de color verde fluorescente. 3. – Interactuar la trayectoria de la radiacion con un iman, y observar la deflexion producida.

Nota: El anodo esta conectado a una cruz metalica (cruz de Malta) la cual se interpone en la trayectoria de los rayos que emanan del catodo, produciendo una sombra en la pantalla. “El polo positivo atrae los rayos y el polo negativo los repele. Esto prueba que los rayos catodicos poseen carga negativa” Los rayos catodicos son haces de electrones provenientes del catodo y acelerados por la diferencia de potencial con el anodo. La presencia en el camino de una zona con campo electrico produce una desviacion parabolica del haz mientras la atraviesa.

Si lo que se interpone es un campo magnetico, el haz se desvia siguiendo un arco de circunferencia. Si en la zona de desviacion del tubo existen a la vez un campo electrico y otro magnetico, colocados perpendicularmente, podemos intentar que la desviacion que produce uno sea contrarrestada por el otro. Si lo logramos, seremos capaces de hallar la velocidad de los electrones tomando en cuenta lo siguiente: . Un campo electrico E produce sobre una carga q una fuerza q•E y que un campo magnetico B perpendicular a la velocidad de la carga v produce una fuerza de valor: F=q•v•B.

Si ambas fuerzas se equilibran se cumplira E=v•B, asi que si conocemos los campos aplicados, podemos hallar la velocidad de los electrones. MILLIKAN calculo la carga de los electrones. Conociendo este valor y la diferencia de potencial aceleradora DDP podemos determinar la energia cinetica de los electrones, ya que q•DDP= E cinetica• Esta igualdad nos permite hallar la masa de los electrones a partir de su energia cinetica y su velocidad.

Conociendo el valor m de la masa de la gota, la intensidad E del campo electrico y el valor g de la gravedad, puede calcularse la carga q de la gota en equilibrio de su experimento: mg = qE principalmente. Millikan comprobo que los valores de las cargas eran siempre multiplos de una carga elemental, la del electron. Por consiguiente pudo medir la carga electrica que posee un electron. Este valor es: e = 1,602 ? 10-19 culombios.