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Thomson ipotizzò che queste particelle venissero in parte prodotte dal cato-
do e in parte provenissero dagli atomi del gas presente nel tubo: l’intensità dei
raggi, infatti, era maggiore quando la pressione (quindi la densità del gas) era
più elevata. Cambiò sia il materiale del catodo sia il gas e scoprì che le parti-
celle non mutavano le loro caratteristiche. Precisamente, il rapporto tra la loro
carica e la loro massa rimaneva costante.
I
raggi catodici
sono particelle dotate di carica negativa che non modificano le
loro caratteristiche in base al materiale che li produce: sono quindi presenti ne-
gli atomi di tutti gli elementi. A essi fu dato il nome di
elettroni
.
Il tubo catodico
Il tubo catodico ha dato origine a una delle più importanti invenzioni del XX
secolo: il televisore. Il tradizionale schermo del televisore non è altro che la
parte terminale di un tubo catodico e le immagini che noi vediamo su di es-
so si formano per l’azione di un fascio di elettroni che lo colpisce.
Lo schermo è infatti internamente ricoperto di sostanze che si illumina-
no più o meno intensamente in base all’intensità del flusso di elettroni in
arrivo. Il fascio di elettroni è in continuo movimento, dando origine a una
serie di righe orizzontali che riempiono molto rapidamente tutto lo scher-
mo e forniscono l’immagine complessiva che noi vediamo. Anche i moni-
tor tradizionali dei computer funzionano in questo modo, mentre i moder-
ni televisori e monitor a LCD o al plasma si basano su tecnologie del tut-
to diverse.
Il protone: la carica elementare positiva
Utilizzando un tubo catodico dotato di un catodo forato, Goldstein scoprì la
presenza di radiazioni che si muovevano dall’anodo verso il catodo, cioè in
senso opposto rispetto ai raggi catodici (
figura 8
). Vennero chiamate
raggi ca-
nale
o
raggi positivi
: si trattava di particelle cariche positivamente, decisa-
mente più pesanti degli elettroni, che modificavano la loro carica e la loro
massa in funzione del gas contenuto all’interno del tubo.
Goldstein ipotizzò che si trattasse degli atomi del gas che, urtati dai raggi
catodici, perdevano elettroni, trasformandosi in atomi dotati di carica positi-
va, ossia in
ioni positivi
. La massa di queste particelle, infatti, era pressoché
uguale alla massa degli atomi del gas presente nel tubo.
Scoprì inoltre che i valori delle cariche degli ioni erano multipli interi di
un valore minimo, quello riscontrato quando si utilizzava, come gas, l’idro-
geno. Alcuni anni dopo si comprese che tutti gli atomi contenevano un nu-
ualcosa in
più
catodo forato
all’anodo
al catodo
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+
rivelatore
–
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+
+
+
atomo neutro
anodo
alla pompa a vuoto
figura 8
Il fatto che i raggi canale si
dirigano dall’anodo verso il
catodo indica che sono costituiti
da corpuscoli dotati di carica
positiva.