¿Por qué William Crooks no pudo descubrir rayos positivos durante los experimentos de rayos catódicos, porque la producción de rayos catódicos también produce rayos positivos en el tubo de descarga?

Um … ¡porque lo hizo! Bueno, E. Goldstein lo hizo. El “tubo de Crookes” de Canal-Ray contiene un cátodo perforado en el centro del tubo y produce rayos catódicos en una dirección y ‘rayos de canal’ visibles o un haz de iones positivos en la otra dirección; saliendo de la parte posterior del cátodo.

En Wikipedia lo llaman el “tubo de rayos anódicos”.

Incluso en los tubos Crookes estándar hay un haz positivo. En el tubo a vacío moderado, el haz de rayos catódicos visible está ocultando un haz de iones positivos que viaja en la dirección opuesta. El resplandor de la fluorescencia de colisión electrónica es mucho más brillante que el tenue haz de rayos anódicos. El “tubo de rayos de canal” de Crookes nos permite ver estos dos haces por separado. Tenga en cuenta que los electrones tienen una movilidad mucho mayor (masa mucho más baja) que los portadores de carga positiva compuestos de iones de nitrógeno y oxígeno. Entonces, con el mismo voltaje de suministro de energía, la corriente de electrones es mucho más alta que la pos. corriente de iones.

Curiosamente, ningún tubo de Crookes puede funcionar a menos que el Anode Ray esté presente. Los electrones no pueden simplemente abandonar la superficie plana del ánodo. El voltaje del variador es demasiado, demasiado pequeño para producir una salida directa del cátodo mediante emisión de campo. En cambio, se desarrolla una descarga luminosa donde los iones de gas positivos vuelan en un sentido y los electrones vuelan en el otro. En el cátodo, los iones de gas chocan contra la superficie sólida, cada colisión libera miles de electrones del metal. Podemos detener este proceso bombeando el tubo por debajo de la presión de un militorr. Primero, el brillo visible se atenúa, y luego baja al llamado nivel de presión de “vacío absoluto”, la corriente cae a cero. Sin iones de gas para liberar electrones del cátodo, su tubo de Crookes no puede funcionar.

Hace mucho tiempo, se podía comprar un conjunto estándar de tubos Crookes, uno de los cuales había sido bombeado hasta un vacío muy inferior al micrón. Cuando se conecta a alta tensión, no hace nada, ni siquiera la emisión de rayos X. Entonces, está “funcionando” como fue diseñado. Usted pagó un buen dinero por un tubo Crookes que muestra lo que sucede cuando ni siquiera hay una pequeña cantidad de gas presente.

Los tubos de rayos catódicos no producen “rayos positivos”. Producen corrientes de electrones, que son negativas; esto se logra cargando negativamente una placa o rejilla (haciendo que se cubra con exceso de electrones), luego calentándola para alentar a los electrones a saltar. Estos son atraídos a un ánodo cargado positivamente, completando el circuito. Esta es también la razón por la cual el dispositivo actúa como un diodo; el ánodo cargado positivamente, que en realidad se logra al extraer electrones libres de los átomos metálicos en el ánodo, creando “agujeros” cargados positivamente que aceptan los electrones, donde los llenan. No hay “partículas cargadas positivamente” que cuelgan sobre el ánodo para dispararse, y por lo tanto no hay forma de que una corriente fluya desde el ánodo al cátodo.

No existe un dispositivo comparable para producir “rayos positivos”. Estos tendrían que ser positrones (que, al ser antimateria, se encontrarían con un electrón con bastante rapidez y se aniquilarían, a menos que se produjeran en un vacío total), protones (que son mucho más pesados ​​que los electrones) o algún ion cargado positivamente (incluso más pesado que protones) Si bien es posible crear dispositivos que emitan corrientes de protones o de iones con carga positiva, son mucho más complicados que el tubo de rayos catódicos mucho más simple y requieren niveles de potencia muy superiores a los que estaba experimentando William Crooks.

El tubo de rayos catódicos es un diodo (la corriente solo fluye en una dirección) porque los portadores negativos (electrones) son fáciles de liberar de donde están, mientras que los portadores positivos (protones) son muy difíciles de liberar.

Si llena el tubo con un gas, puede ionizar el gas para mover portadores positivos, pero llenar el tubo con un gas lo convierte en un diodo realmente desagradable.

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