Foto: Claudia León Mas
Tub de raigs canals
Col·lecció
- Col·lecció d’instruments científics de la Facultat de Física
- Eines i instruments científics
Identificador
FFUB-0271
Tipus
Tub de raigs catòdics
Dimensions/Durada
13 x 4,5 x 42 cm
Lloc d’origen
Desconegut
Localització actual (centre)
Facultat de Física. Martí i Franquès, 1-11, 08028 Barcelona
Descripció
Llegir més
Descripció general:
Tub de vidre amb quatre elèctrodes. Al centre del tub hi ha un elèctrode format per una superfície metàl·lica perforada amb forats d’uns mil·límetres de diàmetre que fa de càtode. L’elèctrode circular superior és l’ànode i l’elèctrode circular que queda es pot connectar a un electroscopi.
La funció d’aquest tub és crear raigs catòdics i raigs canals, que són els raigs creats pels ions positius accelerats cap al càtode en un tub de descàrrega, i poder-los separar fàcilment en diferents punts del tub, de manera que permet estudiar les característiques dels raigs canals.
Funcionament:
En connectar el càtode i l’ànode a una diferència de potencial, electrons del càtode són accelerats cap a l’ànode. Com en el tub hi ha un buit parcial, els electrons accelerats xoquen amb els àtoms del gas, ionitzant-los. Aquests ions, de polaritat positiva, són repel·lits per l’ànode (de polaritat positiva també) i atrets pel càtode. Gràcies als forats del càtode, els ions el travessen i poden arribar a l’altre extrem del tub. Si en l’elèctrode inferior hi ha algun electroscopi connectat, podrem observar com mesura corrent positiva. Si el gas rarificat del tub és aire, els raigs canals observats són de color groc.
Dades històriques:
Cap a l’any 1870, el físic alemany Eugen Goldstein va començar a estudiar els raigs catòdics a partir de la feina que havien començat prèviament científics com Julius Plücker, Heinrich Geissler i William Crookes. L’any 1886, va substituir el càtode clàssic d’un tub de Crookes per una superfície metàl·lica perforada al centre del tub. Amb aquest canvi, va poder observar com, en connectar el tub a una diferència de potencial, apareixien els raigs catòdics dirigits cap a l’ànode, però a més, apareixien uns raigs brillants, que no havien estat observats fins aleshores, dirigits cap a l’extrem del tub oposat a l’ànode. Va anomenar-los raigs canals, ja que amb les observacions va concloure que es propagaven rectilíniament. Goldstein va defensar que els raigs descoberts no podien estar formats per partícules amb massa carregades elèctricament perquè pensava que dos feixos de raigs canals podien creuar-se sense tenir cap influència l’un sobre l'altre. Tot i així, amb observacions posteriors, altres científics van demostrar que estava equivocat i que realment, els raigs canals consistien en els ions positius del gas rarificat del tub, que eren accelerats cap al càtode i el podien travessar pels forats. Aquest tub va donar lloc a noves teories sobre l’estructura atòmica, com el model de Thomson, en el qual l’àtom consisteix en una esfera gran de càrrega positiva amb partícules negatives més petites inserides.
El tub d’aquesta entrada és una variació feta per Wilhelm Wien del tub de raigs canals original de Goldstein. Mentre que el tub de Goldstein té només un càtode foradat i un ànode a un dels extrems del tub, aquest tub té un parell d’elèctrodes més, que permeten, per exemple, connectar un electroscopi al tub.
