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Rayo catódico

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Vista de un TRC, o CRT donde los rayos catódicos son generados.

Los rayos catódicos son radiações donde los electrones emergen del polo negativo de un electrodo, llamado cátodo, y se propagan en la forma de un feixe de partículas negativas o feixe de electrones acelerados.

Esto ocurre debido a la diferencia de potencial elevada entre los polos en el interior de un tubo conteniendo gas rarefeito y también debido al efecto termiônico, ocasionado por el calentamiento del metal que constituye el catodo. El dispositivo destinado para la producción de rayos catódicos se llama tubo de Crookes.

Cuando la presión interna en el tubo llega a un décimo de la presión ambiente, el gas que existe entre los electrodos pasa a emitir una luminosidad. Cuando la presión disminuye aún más (100 mil veces más pequeña que la presión ambiente) la luminosidad desaparece, restando una "mancha" luminosa atrás del polo positivo.

Tabla de contenido

Tubo de Crookes

En el tubo de Crookes los rayos catódicos producen ionização en los gases que atraviesan. En función de esto causan una fluorescência en las paredes de vidrio de los tubos. En algunas substancias como el sulfeto de zinc y otros compuestos con fósforo (P), los rayos catódicos también causan esta luminescência. Además de eso, tienen bajo poder de penetração calentando las superficies sobre las cuales inciden. El feixe de rayos catódicos es independiente de la naturaleza del gas existente en el tubo.

Faraday, Geissler y Plücker

Michael Faraday, en 1838 ya utilizaba las descargas eléctricas en gases sometidos la bajas presiones. El sistema de emisión de partículas aceleradas sin embargo, fue mejorado por Heinrich Geissler al desarrollar un tubo de vidrio selado conteniendo electrodos metálicos en torno a 1858.

El físico y matemático Julius Plücker, en 1858, inició sus experiencias con rayos catódicos.

Plücker al hacer experimentos en esos tubos, observó que próximo al catodo, se formaba una luminescência de memoria esverdeada, cuya posición variaba con la proximidad de campos magnéticos.

Goldstein

El físico Eugen Goldstein observó que la luminosidad era provocada por rayos invisibles a ojo desnudo, que una vez acelerados a partir del catodo atravesaban el tubo en línea recta, en dirección perpendicular su superficie. Esta fue la razón por la cual Goldstein llamó el feixe electrónico de rayos catódicos.

A partir de los estudios de Goldstein fueron construidos los catodos de formato côncavo. La finalidad de esta configuración era producir rayos dirigidos y concentrados. Esto era necesario para realizar diversas experiencias con feixes estrechos de partículas.

Feixes de partículas

En 1878, William Crookes tuvo la certeza de que los rayos catódicos son formados de feixes de partículas con carga negativa, emitidas del catodo con velocidad muy alta.

En 1879, Joseph John Thomson demostró que el feixe era desviado por la acción de campos eléctricos.

William Crookes continuando sus experiencias en 1886 y Johann Hittorf en 1896 utilizaron el tubo de rayos catódicos.

Rayos Catódicos

En un tubo cerrado a la vácuo, conteniendo un gas rarefeito (sometido la bajas presiones), fueron puestos dos electrodos con polos contrarios, (a la sepa, positivo y negativo), y estableciendo entre ellos un diferencial de potencial eléctrico distribuido por una fuente energica externa. Al aplicar una descarga eléctrica, se percibió un feixe de luz conectando un polo al otro. Experimentos realizados colocando un obstáculo material dentro del tubo y entre los polos, después de la misma descarga eléctrica, se vio la formación de una sombra en dirección al polo positivo.

Los científicos atribuyeron esa mancha a los rayos provenientes del polo negativo (cátodo). Entonces fueron denominados rayos catódicos,que nada más son del que feixes de electrones que atraviesan el tubo atraídos por el polo positivo ânodo.

Rayos Anódicos

En la misma experiencia con el Tubo de Crookes, el polo positivo fue puesto en la parte de cima del tubo, sin embargo ese ânodo tenía el formato de una moneda vaciada en la forma de varios furos.

Con la descarga eléctrica fue observado que a través de los agujeros del ânodo, y en dirección a la extremidad contraria a la del cátodo, eran emitidos ondas luminosas parecidas con las observadas en la experiencia con los rayos catódicos.

Al explicar el hecho fue admitido que la luminosidad producida era originada de partículas que serían emitidas del ânodo en dirección al cátodo, sin embargo, al chocarse con los electrones del gas, eran repelidas en la dirección contraria. Estas partículas cuando aceleradas por la repulsão emitían ondas eletromagnéticas en la forma de luz visible.

Ionização

En las calles podemos encontrarlos en algunos letreros. Los colores de esos rayos dependen del gas usado. Con algunas modificaciones en los tubos, los rayos catódicos dan origen a otros tipos de luces. Abajo algunas de ellas:

Luminosos de néon: el gas usado es el neônio. ES usado en letreros publicitarios.

Luminosos de sódio: el gas usado es el vapor de sódio . Confiere una luminosidad amarilla característica. ES usado en iluminaciones de vías públicas y túneles.

Lâmpadas fluorescentes de mercúrio: el gas usado es vapor de mercúrio . Emite una luz violeta y ultravioleta (luz negra). ES revestida con una tinta fluorescente (a la base de Fósforo ) que absorbe la luz emitida y reemite como luz blanca. Son usadas en residencias, vías públicas, oficinas, etc.

CRT o TRC

Los CRT (Cathode Ray Tube) en portugués TRC (Tubos de Rayos Catódicos) son comumente encontrados en aparatos de televisión y monitores de microcomputadores .

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