¿Qué son los rayos catódicos?

Básicamente, un rayo catódico es un haz de electrones en un tubo de vacío que viaja desde el cátodo (un electrodo con carga negativa) en un extremo hasta el ánodo (electrodo con carga positiva) en el otro extremo. Todo esto sucede a través de una diferencia de voltaje entre los electrodos. Un ejemplo de dispositivos que usan rayos catódicos son los viejos televisores y monitores de computadora.

¿Cómo funcionan los rayos catódicos?

El cátodo es el electrodo ubicado en el extremo negativo, mientras que el ánodo es el electrodo ubicado en el extremo positivo. Debido a que los electrones son repelidos gracias a la carga negativa, el cátodo es considerado la fuente del rayo catódico dentro de la cámara de vacío. Entonces, los electrones viajan en línea recta a través del espacio entre los electrodos, atraídos hacia el ánodo.

Los rayos catódicos no son perceptibles al ojo humano, pero lo que hacen es excitar átomos dentro del vidrio opuesto al cátodo. Cuando se aplica voltaje a los electrodos, los átomos viajan a gran velocidad y algunos evitan al ánodo para golpear el vidrio. Esto provoca que los átomos en el vidrio tengan un nivel de energía tan alto que produzcan brillo fluorescente.

La fluorescencia puede mejorarse al aplicar químicos fluorescentes en la pared posterior del tubo. Luego, al colocarse un objeto en el tubo se obtendrá una sombra, mostrando que los electrones están fluyendo en línea recta, un rayo.

Los rayos catódicos están compuestos exclusivamente de electrones

Los rayos catódicos son sensibles a los campos eléctricos y pueden ser desviados por uno. Esto significa que están compuestos solo por electrones y no fotones. También pueden atravesar delgadas láminas de metal y además, cuentan con características de onda.

Si se agrega un cable entre el ánodo y cátodo, los electrones pueden ser devueltos al cátodo y completar un circuito eléctrico. Esta tecnología fue la base para la transmisión de radio y televisión.

¿Cómo se inventó esta tecnología?

Luego de la invención de la bomba de vacío en 1650, los científicos estudiaron la electricidad en el vacío. En 1705 se pudo registrar que en los vacíos o cerca de ellos, las descargas eléctricas podían recorrer mayores distancias. Más tarde en 1869, Johann Hittorf descubrió que los rayos catódicos en un tubo proyectaban sombras en una pared brillante.

En 1897, JJ Thomson descubrió que la masa de las partículas en los rayos catódicos era hasta 1800 veces más ligeras que el hidrógeno. Este fue el verdadero primer descubrimiento de partículas subatómicas y se llamaron electrones. Por este trabajo, Thomson recibió el Premio Nobel de Física en 1906.

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