1.1.1. Rayos catódicos y rayos anódicos.

Los rayos catódicos:

Los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo y un ánodo en una configuración conocida como diodo. Cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo.

El primer experimento interesante que condujo a un modelo sobre la composición de los átomos, fue hecho por el físico inglés J. J. Thomson, entre los años 1898 a 1903, quién estudió la descarga eléctrica que se produce dentro de tubos al vacío parcial(algo de aire), llamados Tubos de rayos catódicos. El aire enrarecido sirve efectivamente para que, si alguna partícula pequeña se desplaza y choca una molécula de Nitrógeno u Oxígeno, se produzca una iluminación en la dirección del flujo de partículas de modo que pueda ser identificado. Thomson encontró que cuando un voltaje suficientemente alto (proveniente de una pila o bobina) era aplicado entre los electrodos como lo muestra la Figura, un rayo que el llamó rayos catódicos (porque comenzaba en el electrodo negativo de la pila), se producía. Este rayo viajaba hacia el electrodo (+) por lo que dedujo que se trataba de un flujo de partículas repelidas por el electrodo (-) que necesariamente significaba que eran partículas cargadas (-) atraídas por el electrodo (+) y que llamó desde entonces electrones e- .

Rayos anódicos

Los rayos anódicos: también conocidos con el nombre de canales o positivos, son haces de rayos positivos construidos por cationes atómicos o moleculares que se desplazan hacia el electrodo negativo en un tubo de Crookes.

Es un fenómeno químico-físico por el cual algunos cuerpos o elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas fecisterografias, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros.

Descubrimiento del protón: Si se realiza la misma experiencia del tubo de descarga pero con la modificación de que el cátodo esté perforado, tal como lo hiciera Goldstein en 1886, se observa que en la parte posterior del cátodo aparecen rayos luminosos llamados rayos anódicos ó canales. Experimentos posteriores demostraron que los rayos anódicos son partículas de carga positiva debido a su comportamiento frente a los campos eléctricos y magnéticos. Pero estos rayos NO se producen en el ánodo sino que tienen su origen en el choque de los electrones de suficiente energía con los átomos neutros del gas contenido en el tubo a quienes arrancan nuevos electrones dejando partículas positivas residuales que se dirigen aceleradas al cátodo y algunas lo atraviesan. Estas partículas positivas se desvían en sentido inverso a los rayos catódicos frente a campos eléctricos y magnéticos. Midiendo la relación masa/carga se encontró que son mucho más pesadas que los electrones y que dependía del gas encerrado en el tubo.

Historia: 

Dr. Eugen Goldstein

El Dr. Eugen Goldstein fue un físico alemán que fue un investigador pionero que en el tema de tubos de descarga y átomos, y también fue acreditado con el descubrimiento del protón. Goldstein trabajó tanto en el Observatorio de Berlín y el Observatorio de Potsdam durante su carrera. Durante la realización de la investigación que utilizaba tubos de Crookes, el Dr. Goldstein descubrió que los tubos emiten luz y que los campos magnéticos influyen en esa luz. Finalmente se nombró a esos rayos de luz como rayos catódicos. Esta investigación fue la base del eventual descubrimiento de los rayos anódicos.

Descubrimiento del protón

Después del descubrimiento de los rayos catódicos, el Dr. Goldstein hizo una mayor investigación en esta área. Debido al descubrimiento del núcleo por otro científico, Goldstein fue capaz de diferenciar entre esa parte del átomo durante los experimentos de descarga y encontró las partículas cargadas positiva mente. Éstas fueron nombradas "protones". Sus experimentos con los tubos de descarga le llevaron a observar el paso de la electricidad a través de los gases a alta y baja presión. Al realizar el experimento con los gases de baja presión, descubrió los rayos anódicos.