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En 1800 Alessandro Volta construyó la primera pila,
con lo que el misterioso "fluido eléctrico" resultaba, a partir de
entonces, accesible para su estudio.
El estudio de la conductividad de los gases
(realizada a lo largo del s. XIX) proporcionó grandes sorpresas.
A presión ordinaria los gases no conducían la
corriente eléctrica, pero si se extraía gas del tubo (con la
consiguiente reducción de su presión) aparecían una serie de
curiosos fenómenos. Así cuando la presión era de unos 5 mm
de Hg el tubo emitía luz cuyo color dependía del gas que llenara
el tubo. A 0,1 mm de Hg aparecían franjas luminosas y oscuras, y
cuando la presión era de tan solo 0,001 mm de Hg una misteriosa
luminosidad verde aparecía en la zona del tubo opuesta al cátodo.
El estudio de esta luminosidad tuvo una importancia
crucial en el desarrollo de la ciencia. Pronto se demostró que los
rayos
procedían del electrodo negativo, o cátodo, con lo que fueron
bautizados con el nombre de "rayos catódicos".
Los rayos catódicos tenían ciertas similitudes con
los luminosos: los objetos interpuestos producían sombras, se
propagaban en línea recta... etc, pero también diferencias: un
campo magnético no tiene ninguna influencia sobre los rayos
luminosos y, sin embargo, desvía los rayos catódicos, mostrando
que tenían carga eléctrica negativa. |
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La
"escuela alemana" (con Hertz como personalidad más destacada)
consideraba que los rayos catódicos eran ondas similares a las
luminosas, mientras que los científicos ingleses (Davy, Perrin...)
se inclinaban por una explicación corpuscular. En este contexto
los experimentos de Joseph John Thomson fueron
determinantes:
-
En
1894 informó de que la velocidad de los rayos catódicos era muy
inferior a la de la luz, lo que ponía a la hipótesis ondulatoria
en una difícil situación. Una onda electromagnética
debería propagarse a la velocidad de la luz.
-
En
1897, en una conferencia dada en la Royal Society, enunciaba las
dos hipótesis básicas que sustentaban sus investigaciones:
-
El tamaño de los portadores tiene que ser
pequeño en comparación con las dimensiones de los átomos o
moléculas ordinarias.
-
Los portadores son los mismos,
cualesquiera que sea el gas utilizado en el tubo de
descarga.
Segun
J.J. Thomson los rayos catódicos estaban formados por "pequeños
portadores", dando la razón a los defensores de la naturaleza
corpuscular de los mismos:
"La suposición de que exista un estado de la
materia más finamente subdividido que los átomos de un elemento es
una hipótesis sorprendente"
Una vez
confirmada la existencia de los minúsculos portadores con carga
eléctrica negativa (para lo que fue necesario determinar la
relación e/m de los mismos) se les bautizó con el nombre de
electrones, nombre acuñado por G.H. Stoney
en 1891 para lo que él consideraba entonces como las "unidades
básicas de electricidad".
El
descubrimiento del electrón tuvo como consecuencia la revisión del
concepto de átomo como partícula fundamental e indivisible. Los
átomos dejaron de serlo (etimológicamente "átomo" significa sin
partes). En su interior existían otras partículas más pequeñas,
pero no serían las únicas, los protones y neutrones no tardarían en
mostrase al mundo. |
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J.J. Thomson (1856-1940) |
