INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LOS RÍOSCARRERA: INGENIERÍA CIVIL MATERIA: QUÍMICA TEMA: EXPERIMENTO DE THOMSON (RAYOS CATÓDICOS) ALUMNOS: Domínguez chan Iván de Jesús Flores de la Cruz Vania Hernández Gallegos Luis ángel Hernández Suarez Rosa Isela GRUPO: 2DO “A” BALANCAN TABASCO A 09 DE FEBRERO DE 2015 INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LOS RÍOS CARRERA: INGENIERÍA CIVIL MATERIA: QUÍMICA Catedrático: Edru Medina Montoya TEMA: EXPERIMENTO DE THOMSON (RAYOS CATÓDICOS) ALUMNOS: Domínguez chan Iván de Jesús Flores de la Cruz Vania Hernández Gallegos Luis ángel Hernández Suarez Rosa Isela GRUPO: 2DO “A” BALANCAN TABASCO A 09 DE FEBRERO DE 2015 debido a que fue un pionero de la química moderna así como también contribuyo al descubrimiento del electrón. Es importante conocer los experimentos relacionados con dicho descubrimiento debido a que Thomson propuso un modelo mejor al que había propuesto Dalton. También es importante señalar que los rayos catódicos tuvieron suma importancia en dichos estudios y gracias a ellos se logra el descubrimiento de estas partículas y de otros experimentos importantes de la historia. 3 . partícula subatómica que hasta ese entonces no se tenía idea de su existencia.Objetivo El objetivo de este trabajo es que los alumnos comprendan y analicen la importancia del experimento de Thomson. se suponía que la materia era neutra más sin embargo no se comprendía el comportamiento de los átomos. Estos personajes pasaron a la historia porque se dedicaron a estudiar la composición de la materia. quizás los más destacados sean Dalton. Thomson. algunos otros no.J.Introducción Bueno hoy se sabe que el átomo se encuentra constituido por electrones. Rutherford. pero lo importante es que sentaron las bases de la química moderna. Bueno en este trabajo recopilamos información bastante útil sobre los experimentos de J. La verdad que la mayoría de estas personas fueron galardonadas con un Premio Nobel. Thompson. 4 . Posiblemente sus modelos no eran del todo completas pero daban pie a posteriores investigaciones que terminaban de completar dichos modelos. el cual creemos es bastante útil para futuras investigaciones. mas sin embargo esto se ha conseguido por el trabajo laborioso de científicos de nuestra era y de hace algunas décadas. Bohr. quien desde un principio se creía neutra. y otros más. protones y neutrones. que es la que manejamos hoy día y por tal motivo es que estudiamos dichos modelos gracias al avance de la tecnología hoy se sabe que existen más partículas subatómicas que las ya antes mencionadas. .. (16) Glosario………………………………………………………………………………… (19) Bibliografía…………………………………………………………………………….. (22) 5 . (13) Conclusión…………………………………………………………………………….Contenido Biografía de Joseph John Thomson………………………………………………... (7) El experimento de Thomson………………………………………………………… (9) Modelo atómico de Thomson………………………………………………………. (12) Rayos catódicos y su uso en la vida actual………………………………………... (6) Bases del experimento de Thomson………………………………………………. (15) Anexo…………………………………………………………………………………. investigó si las cargas negativas podrían ser separadas de los rayos catódicos por medio de magnetismo. el primero que identificó partículas subatómicas y dio importantes conclusiones sobre esas partículas cargadas negativamente.Biografía de Joseph John Thomson Físico inglés (1856 – 1940) Joseph Thomson nació el 18 de diciembre de 1856 en Manchester. el premio Nobel de Física. 6 . Para ello construyó un tubo de rayos catódicos con un vacío casi perfecto. Su descubrimiento causó gran sensación en los círculos científicos y le valió posteriormente. Construyó un tubo de rayos catódicos que terminaba en un par de cilindros con ranuras. investigó si los rayos catódicos pueden ser desviados por un campo eléctrico. Thomson midió la carga y la masa de los rayos catódicos. por tanto. Estas hendiduras estaban a su vez conectadas a un electrómetro. En su tercer experimento. Descubrió que los rayos se desvían bajo la influencia de un campo eléctrico. Fue enterrado en la Abadía de Westminster. cerca de Sir Isaac Newton. Thomson utilizó el tubo de rayos catódicos en tres diferentes experimentos. A los 14 años empezó los estudios de Ingeniería en la Universidad de Manchester. Con el aparato que construyó obtuvo la relación entre la carga eléctrica y la masa del electrón. En 1897 descubrió una nueva partícula y demostró que ésta era aproximadamente mil veces más ligera que el hidrógeno. y uno de los extremos recubiertos con pintura fosforescente. Sus experimentos con rayos catódicos le condujeron al descubrimiento de los electrones y de las partículas subatómicas. en 1906. Esta partícula fue bautizada con el nombre de electrón. En su primer experimento. En su segundo experimento. Llegó a la conclusión de que la carga negativa es inseparable de los rayos catódicos. Tuvo un hijo que se convirtió en un destacado físico que ganó también el Premio Nobel por haber demostrado las propiedades de tipo ondulatorio de los electrones. Joseph John Thomson fue. que llegaron en cierta medida a crear una cierta rivalidad germano-inglesa. de ondas. quiso saber si los gases y el vacío también eran conductores de la electricidad. bueno se trataban de partículas. Thomson Este fue el primer experimento interesante que condujo a un modelo sobre la composición de los átomos. si se puede llegar a considerar así. de una especie de iones como los que se forman en la electrolisis.Bases del experimento de J.J. fue hecho por el físico ingles J. quien después de haber comprendido el fenómeno de la electrólisis. pero él no llego a darse cuenta. que había mejorado mucho el montaje de Faraday. Para comprender la importancia de sus trabajos necesitamos conocer las bases que utilizo para llegar a tal conclusión. Las ondas excitaban el vacío residual y creaban la luz macilenta. 7 . Mas sin embargo este era un vacío muy malo y el tubo quedaba lleno de gas diluido. Siguiendo con su experimento al conectar la corriente observó un resplandor macilento que se extendía desde el cátodo al ánodo. Previamente había hecho el vacío en tubo. Para el alemán Lenard. Construyo tubos con un cátodo y un ánodo.J. alumno de Hertz (descubridor de las ondas electromagnéticas). quién estudió la descarga eléctrica que se produce dentro de tubos al vacío parcial. es decir. ¿Cuál era la naturaleza de este resplandor? Esta fue la interrogante para los sucesores de Faraday. por supuesto. al encontrarse con el vacío. Los primeros experimentos de este tipo fueron utilizados por Michael Faraday. unidos ambos a los dos bordones de una pila Volta. Thomson. Para el inglés Crookes. se trataba. creaban el resplandor. entre los años 1898 a 1903. llamados Tubos de rayos catódicos. debido a que posteriormente propone un modelo atómico junto con William Thomson Kelvin (véase figura 1). Por ambas partes había un intercambio de argumentos y afirmaciones. que. con la ayuda de un imán desvía los rayos catódicos (el resplandor macilento) y. es decir. quien presento el argumento decisivo en favor de las partículas cargadas. recupera una corriente que procede a medir. es decir. colocando una caja de Faraday. En su experimento. Por lo tanto llega a la conclusión de que los rayos catódicos están formados por una corriente eléctrica. 8 . por parte de un joven ingles llamado Jean Perrin. Como en la electrolisis. donde los rayos chocan con el tubo.La respuestas a dichas interrogantes llegaron de Francia. por un flujo de partículas cargadas de electricidad. una caja metálica. Thomson obtuvo sus resultados.1 y 1. A continuación se explica cómo funcionaba el aparato de Rayos Catódicos.2). que lo llevaron a proponer dicho modelo. Entonces piensa que los rayos catódicos son una especie de iones y las descargas eléctricas en los tubos de vacío serían una manifestación de una electrolisis gaseosa (véase figura 1. Posteriormente razona que en vista de que obtenía los mismos resultados al cambiar los metales de los electrodos. 9 . como en la electrolisis. propuso que todos los átomos de cualquier elemento deben contener dichos corpúsculos. se produzca una iluminación en la dirección del flujo de partículas de modo que pueda ser identificado. Entonces Thomson. así mismo dichos átomos deben ser eléctricamente neutros. la masa obtenida para la partícula cargada es pequeñísima. El aire enrarecido sirve efectivamente para que. en este caso el hidrogeno”. A todo ello él añade una hipótesis: “Si se toma como valor de carga eléctrica la carga elemental de electricidad determinada por Faraday en sus experimentos de electrolisis. Thomson desvía los rayos catódicos no solo mediante un campo magnético. y como J. entonces adentro de ellos deben haber cargas positivas y planteo que los átomos consisten de una nube difusa de cargas positivas con los electrones negativos en esta nube.J. sino también con un campo eléctrico. ¿Qué son entonces? Se cuestionaba así mismo. midiendo las desviaciones que los rayos en función de la intensidad de los campos magnético y eléctrico que se aplican. pero sugiere que se les denomine como corpúsculos. si alguna partícula pequeña se desplaza y choca una molécula de Nitrógeno u Oxígeno.El Experimento de Thomson Apoyándose de base en el experimento de Perrin. Por lo tanto deduce que esas partículas que van del cátodo al ánodo no son ni átomos ni iones. calcula la relación entre carga eléctrica y la masa de esas partículas. 1800 veces más pequeña que la del átomo más ligero. mediante fórmulas matemáticas del electromagnetismo. Thomson encontró que cuando un voltaje suficientemente alto era aplicado entre los electrodos. se produce un campo eléctrico el cual desvía a los rayos catódicos. los electrones. Al colocar un imán. En cuanto a sus investigaciones Thomson observo ciertas características a cerca de este tipo de rayos. Luego del gran descubrimiento de Thomson. Investigaciones relacionadas con el descubrimiento de J. los rayos canales debería estar compuestos por partículas de carga positiva que representaran la contraparte del electrón. Sin embargo esta propuesta no tuvo el suficiente peso en la comunidad científica y no se le tomo en cuenta. no cambia la naturaleza de los rayos. Sus componentes. Thomson El estudio de los rayos catódicos en el tubo de Crookes (véase figura 1. En 1909 Robert Millikan (véase figura 1.4). quien observo que además de los rayos catódicos se producían un conjunto de rayos que se dirigían en dirección opuesta a los que llamo rayos canales. Goldstein propuso que como la materia tiene que ser eléctricamente neutra. las hace girar. Producen efectos mecánicos.5) de la Universidad de Chicago. se producía. térmicos. como el físico alemán E. Si se pone unas aspas delante. Dicho rayo viajaba hacia el electrodo (+) por lo que dedujo que se trataba de un flujo de partículas repelidas por el electrodo (-) atraídas por el electrodo negativo a los que posteriormente se les denomino como electrones (e-). 10 . puesto que al cambiar el gas contenido en el tubo. diseño un experimento interesante que consistía en cargar gotas de aceite a fin de probar lo dicho por Thomson. químicos y luminosos. Goldstein (véase figura 1. demostrando así que el electrón tiene masa.J. son universales. Se propagan en línea recta.3) dio origen a otras observaciones. un rayo que llamo rayos catódicos. Thomson también examino los rayos positivos. 11 . permitieron obtener el valor de la carga eléctrica que posee un electrón. Con esta técnica descubrió que el neón posee so isotopos: el neon-20 y neon-22. así como también su masa. Goldstein.El resultado de dicha prueba fueron cargas que midió. en 1913 y de Hooper y Labby.1 * 10-31 Kg. método que en la actualidad se conoce como espectro pía de masas. Esto lo consiguió desviando dichos rayos en campos eléctricos y magnéticos. Carga del electrón: -1. deduciendo así que la carga más pequeña observada era el electrón.602 * 10-19 C Masa del electrón: 9. Posteriores investigaciones llevadas a cabo por el mismo Millikan. y en 1912 descubrió el modo de utilizarlos en la separación de átomos de diferente masa. que fueron estudiados anteriormente por E. en 1941. de las cuales obtuvo múltiplos enteros de un mismo número. Si bien el modelo atómico propuesto por Dalton daba debida cuenta de la formación de los procesos químicos. hacía predicciones incorrectas sobre la distribución de la carga positiva en el interior de los átomos. Ventajas de su modelo El nuevo modelo atómico usó la amplia evidencia obtenida gracias al estudio de los rayos catódicos a lo largo de la segunda mitad del siglo XIX. En dicho modelo.Modelo atómico de Thomson Este modelo fue propuesto por Thomson en 1904. el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo. Carencias de su modelo. después de haber descubierto el electrón y mucho antes de que se descubriera el protón y neutrón. A partir dicha comparación. que es lo que se conoció como núcleo atómico. permitió explicar esto último. Postulaba que los electrones se distribuían uniformemente en el interior de los átomos suspendidos en un “mar” de carga positiva. postulando átomos indivisibles. 12 . sumergidos en éste al igual que las pasas de un budín. El átomo se consideraba como una esfera con carga positiva con electrones repartidos como pequeños gránulos. fue que el supuesto se denominó "Modelo del pudin de pasas". El modelo atómico de Rutherford. Si bien el modelo propuesto por Thomson explicaba adecuadamente muchos de los hechos observados de la química y los rayos catódicos. la evidencia adicional suministrada por los rayos catódicos sugería que esos átomos contenían partículas eléctricas de carga negativa. Las predicciones del modelo de Thomson resultaban incompatibles con los resultados del experimento de Rutherford que sugería que la carga positiva estaba concentrada en una pequeña región en el centro del átomo. El modelo de Dalton ignoraba la estructura interna. pero el modelo de Thomson aunaba las virtudes del modelo de Dalton y simultáneamente podía explicar los hechos de los rayos catódicos. develando la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente y de elevada densidad. se forma un punto luminoso. En el tubo. 13 . Los tubos de rayos catódicos se utilizan en los aparatos de televisión (véase figura 1. El punto luminoso sirve hoy en día para formar la imagen en la pantalla fluorescente de los tubos catódicos. elevando la temperatura de los objetos que se oponen a su paso. La señal de televisión dirige la intensidad de los rayos en cada momento. •Son desviados por un campo eléctrico. •Impresionan placas fotográficas. •Producen efectos mecánicos. Thomson. los rayos quedan desviados por fuerzas eléctricas y barren la pantalla fluorescente. de tal forma que se hace aparecer en pantalla puntos luminosos o sombras. La lentitud del cerebro y del ojo con relación a esas estructuras cambiantes nos permite tener una visión global de la imagen producida. •Transforman su energía cinética en térmica. la prueba de ello es que tienen la capacidad de mover un molinete de hojas de mica que se interpone en su trayectoria.Rayos Catódicos y su uso en la vida actual. desplazándose hacia la parte positiva del campo. recibe los rayos catódicos. recubierta de una capa especial. Cuando ésta.6). determinaba la trayectoria de dichos rayos (invisibles) a partir del punto luminoso producido por la interacción entre esos rayos y la pared del tubo de vidrio. Un tubo de televisión es un tubo catódico dirigido hacia el telespectador. •Los rayos catódicos salen del cátodo perpendicularmente a su superficie y en ausencia de campos eléctricos o magnéticos se propagan rectilíneamente. •Son desviados por campos magnéticos. Propiedades y efectos de los rayos catódicos. •Excitan la fluorescencia de algunas sustancias. como pueden ser el vidrio o el sulfuro de zinc. •Ionizan el aire que atraviesan. 14 . Ciertamente Thomson llevo a cabo un gran paso en cuanto al avance de la química moderna. lo que después llevo a otros científicos a proponer nuevos modelos mucho más completos y mucho más sustentados. Claro está que en aquella época el modelo propuesto por Thomson. puesto que ya se sabía de su existencia y de que debía ser neutra. aun no se había propuesto la existencia de partículas subatómicas que giran en torno al átomo y que su carga fuera totalmente negativa. debido a que es lo que no tomaba en cuenta las investigaciones de Rutherford. posteriores investigaciones suyas demostraron que la carga positiva se encuentra en un punto específico del átomo. no era el más exacto al decir que los electrones nadaban en un “mar” de carga positiva. 15 .Conclusión Las investigaciones de parte de Thomson abrieron las puertas a más investigaciones sobre el átomo. lo que posteriormente se le conoció como núcleo atómico. Figura 1. Thompson utilizo como base el experimento de Perrin. 16 .Anexo Figura 1. Modelo atómico de Thompson.1. Figura 1.3.2. Aparato utilizado para analizar los rayos catódicos. 17 . Figura 1. Tubos de Crookes. Figura 1. Colaborador del Observatorio de Física Técnica fue el descubridor de los rayos positivos o canales. Estudió también los espectros atómicos. claramente estos se han ido mejorando con el paso de los años.Figura 1. 18 .6. para corroborar lo dicho por Thomson. Los rayos catódicos son usados en la televisión y en computadoras. Eugene Goldstein.4. nacido en 1850 y fallecido en 1930. Figura 1.5 Experimento de Robert Millikan. físico alemán. un gas (en una lámpara de neón). frecuentemente junto a un analizador de espectro. señalando características generales y particulares. etc. el vacío (en una válvula termoiónica). Electrólisis: Es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad. Analogía: Significa comparación o relación entre varias razones o conceptos. Radiación corpuscular: La radiación de partículas es la radiación de energía por medio de partículas subatómicas moviéndose a gran velocidad. comparar o relacionar dos o más seres u objetos. Es muy usado en electrónica de señal. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el cátodo (una reducción) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo (una oxidación). por ejemplo un semiconductor. similar a un haz de luz. un electrolito. A la radiación de partículas se la denomina haz de partículas si las partículas se mueven en la misma dirección. generando razonamientos basados en la existencia de 19 . Osciloscopio: Un osciloscopio es un instrumento de visualización electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. a través de la razón.Glosario Electrodo: Un electrodo es un conductor eléctrico utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito. incrementa su estado de oxidación. el estudio de las cargas eléctricas en equilibrio. Emisiones: Son todos los fluidos gaseosos. un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida como diodo. mediante la cual un material reduce su estado de oxidación al recibir electrones. es decir. 20 . Electrostática: La electrostática es la rama de la Física que analiza los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica. que emanen como residuos o productos de la actividad humana o natural (por ejemplo: las plantas emitan CO2) Rayos catódicos: Los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío. electromagnética o sonora. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos. Ánodo: El ánodo es un electrodo en el que se produce una reacción de oxidación.semejanzas entre estos. cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen. al perder electrones. es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos. puros o con sustancias en suspensión. aplicando a uno de ellos una relación o una propiedad que está claramente establecida en el otro. Cuando se calienta el cátodo.} Cátodo: Un cátodo es un electrodo que tiene una carga negativa el cual sufre una reacción de reducción. así como toda forma de energía radioactiva. mediante la cual un material. emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. El diodo de vacío (que actualmente ya no se usa.Diodo: Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. el más común en la actualidad. 21 . Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor. y un cátodo. excepto para tecnologías de alta potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo. consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. F. México. Vive la Química 1. D.org/wiki/Modelo_at%C3%B3mico_de_Thomson 22 .org/wiki/Rayos_cat%C3%B3dicos http://www. QUINTANILLA.ar/rayoscatodicos.cl/sw_educ/qda1106/CAP2/2A/2A2/ http://es.slideshare. FERNÁNDEZ.wikipedia. 2014. CIENCIAS 3 con énfasis en química LA CIENCIA ES PARA TODOS.net/johnd21/las-investigaciones-de-dalton-thomson-rutherford http://es. Webgrafia http://espaciodecesar. D. MARITZA.com/2007/02/22/los-rayos-catodicos-y-el-experimento-de-j-jthomson/ http://www7. SANTIAGO.wikipedia. 2011.F. PROGRESO. México.Bibliografía SALINAS.uc.portalplanetasedna.htm http://es.com.
Report "El Experimento de Thomson Equipo 2.Quimica 2A. Luis Angel, Rosa Isela, Vania, Ivan de Jesus. Ingenieria Civil"