Experimento de rayos catódicos: resumen y explicación

¿Qué son las partículas subatómicas?

Durante todo el tiempo que ha estado vivo, ha habido partículas subatómicas. Las partículas subatómicas son las partes principales de un átomo: el protón, el neutrón y el electrón. Es posible que haya aprendido sobre la existencia de partículas subatómicas desde la escuela primaria. Por lo general, en la escuela secundaria, todos saben que los protones están cargados positivamente, los electrones tienen carga negativa y los neutrones no tienen carga. Y más tarde, habría aprendido cómo los átomos de cada elemento contienen una combinación única de protones, neutrones y electrones. Pero imagina crecer en una época en la que nadie era nuevo en las partículas subatómicas, una época en la que un átomo era la parte más simple de un elemento. Era realmente un mundo diferente, y en el panorama general de la ciencia, no hace tanto tiempo.

¿Qué fue el experimento de rayos catódicos?

Imagínelo: Inglaterra, 1897. El físico JJ Thomson estaba experimentando con rayos catódicos. Los rayos catódicos son normalmente haces invisibles de partículas que se pueden contener dentro de tubos de vacío para su observación. Si los rayos catódicos se combinan con materiales fluorescentes, pueden hacerse visibles a simple vista. Los tubos de vacío que pueden contener rayos catódicos se denominan tubos de rayos catódicos . Los tubos de rayos catódicos no son un equipo científico obsoleto; de hecho, si está leyendo esto en un monitor de computadora de escritorio que no sea de pantalla plana, o si alguna vez ha visto un televisor de pantalla que no es plana, entonces ha usado una versión moderna de un tubo de rayos catódicos antes. Los tubos suelen estar hechos de vidrio y contienen cables en ambos extremos que se pueden electrificar. El cable permite que una carga eléctrica pase de un extremo del tubo al otro, algo así como un circuito eléctrico permite que la carga fluya. En uno de los experimentos de Thomson con tubos de rayos catódicos, descubrió que los rayos catódicos no podían viajar alrededor de objetos sólidos colocados en el camino de la carga eléctrica, sino que podían enfocarse como un rayo de luz.

¿Qué significaron los resultados?

Lo que Thomson descubrió sugirió que los rayos catódicos comparten propiedades tanto de ondas (incapacidad para viajar alrededor de los objetos en su camino) como de partículas (la capacidad de enfocarse en un haz). Tras una mayor experimentación, descubrió que si introducía un campo eléctrico en el tubo de rayos catódicos configurado, podría probar que los rayos catódicos transportaban partículas que estaban cargadas específicamente negativamente. Para lograr esto, colocó placas eléctricas en ambos extremos del tubo, una con carga negativa y otra con carga positiva. Siguiendo el concepto de que las cargas opuestas se atraen y las cargas similares se repelen, sintió que cualquier cosa cargada negativamente en el tubo debería ser repelida de la placa negativa en el extremo del tubo.

El descubrimiento del electrón

Los resultados del experimento de carga eléctrica fueron exactamente los que esperaba Thomson: la placa negativa repelió los rayos catódicos. Así, se comprobó que las partículas estaban cargadas negativamente. Otros experimentos ayudaron a demostrar que las partículas cargadas negativamente eran en realidad parte de átomos individuales y no una partícula única. Esta fue la primera vez en la historia científica que alguien sugirió la existencia de una partícula subatómica, o una partícula que posiblemente podría ser el bloque de construcción de un átomo en lugar de un átomo en sí. Thomson llamó a sus corpúsculos de partículas recién descubiertos, de la palabra latina ‘corpusculum’ que significa ‘cuerpo pequeño’. Pero ese nombre no se quedó. No fue hasta que su colega físico George Fitzgerald comenzó a llamarlos electrones algún tiempo después que las partículas subatómicas obtuvieron un nombre que realmente se quedó. Si bien el descubrimiento del electrón por parte de Thomson tuvo lugar oficialmente en 1897, no recibió el Premio Nobel por su trabajo hasta 1906.

Resumen de la lección

Las partículas subatómicas son los componentes básicos de los átomos y están formadas por protones, neutrones y electrones. Antes de los experimentos del físico JJ Thomson, no se conocía por completo la existencia de estas partículas. Su trabajo con rayos catódicos , normalmente haces invisibles de partículas contenidas en tubos de vacío llamados tubos de rayos catódicos.ayudó en el descubrimiento del electrón. Su descubrimiento inicial de la naturaleza de onda dual y partícula de los rayos catódicos llevó a un estudio más profundo de la atracción y repulsión de las partículas cargadas dentro de los tubos de rayos catódicos. Estos fueron los experimentos que ayudaron a demostrar que las partículas del cátodo estaban cargadas negativamente. Thomson llamó corpúsculos a sus partículas cargadas negativamente, y a George Fitzgerald se le atribuye en gran parte el mérito de dar a las partículas el nombre de electrón. Thomson recibió el Premio Nobel por sus experimentos con rayos catódicos y el descubrimiento del electrón en 1906.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador