En este experimento se utilizan tres tubos de descarga para ver varias propiedades de los rayos catódicos y
de los electrones.
Mediante imanes se demuestra que los rayos catódicos están formados por cargas eléctricas en movimiento y con el
molinillo se puede demostrar que las partículas tienen masa.
Material
- Carrete de Ruhmkorff y fuente de alimentación |
.
Los carretes de Ruhmkorff son un transformador de alta tensión con sus dos bobinados y un interruptor electromagnéticoque,
al abrirse y cerrarse, provoca una descarga intermitente. En equipos modernos suele haber carretes de Ruhmkorff falsos en cuyo
interior hay un bobinado de la alimentación del encendido de una moto y que funcionan bastante peor. |
Los tubos de estos experimentos tienen hecho el vacío pero pierden estanqueidad con el uso. Hay que probarlos siempre antes de trabajar.
Si el tubo se conecta con la polaridad invertida, sólo se observarán unos pocos puntos luminosos; si se conecta correctamente se obtendrá
un rayo de cargas que genera sobre el material luminiscente una franja luminosa.
El tubo no se estropea por conectarlo al revés.
Este trabajo pretende:
- Montar un sistema de tubo de descarga con alimentación de alta ddp.
- Comprobar que los rayos catódicos se desplazan en línea recta pero se desvían al entrar en un campo magnético, luego no son luz.
- Comprobar que los rayos catódicos pueden empujar una masa y hacerla moverse en poco tiempo, luego tienen masa.
- Interpretar las zonas luminosas difusas que se forman en los tubos como pequeñas auroras boreales.
Las chispas del carrete y su funcionamiento con alta ddp no suponen gran peligro, sólo molestas descargas si se toca el circuito.
Es un buen momento para insistir en que la peligrosa es la intensidad de corriente y hay que tener mucho más cuidado con
una batería de coche que con este sistema.
La presión de radiación, descrita por Einstein, también explica un efecto de cantidad de movimiento sobre una masa pero con una magnitud
muy inferio, que no podría mover las palas del molinete.
La desviación de los chorros de cargas en presencia del campo magnético son un buen ejemplo del efecto de la Fuerza de Lorentz. Se puede aprovechar
el experimento sobre el tubo recto para aplicar su regla del producto vectorial F = q (vxB) recordando que, en este caso, la carga es negativa.
Para estudiar la desviación del chorro de cargas lo más simple es acercar el imán desde arriba o desde abajo. Para detectar el polo N y S hará falta
una brújula.
Los tubos contienen algo de aire, pero muy enrarecido. Estas condiciones son semejantes a las de la alta atmósfera, de ahí la luminiscencia
difusa que se produce en los puntos de mayor concentración de cargas, semejante a las auroras.
Si se han visto previamente los espectros del nitrógeno y del oxígeno en tubos de descarga,
se podrá ver la semejanza de algunos de los colores de esas luces.
![]() Partes del tubo de rayos recto. |
![]() Montaje completo. |
![]() Tubo en funcionamiento. |
![]() Haz de electrones desviado por un campo magnético. |
![]() Choque del haz de electrones sobre el material luminiscente. |
![]() Choque del haz de electrones sobre el material luminiscente. |
Tubo recto de rayos catódicos y efecto del campo magnético. |
Tubo de rayos catódicos con pantalla y efecto del campo magnético |
Impacto del haz de electrones sobre las aspas del molinillo. |
Gas emitiendo luz en el extremo del tubo recto de rayos catódicos |