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L’atomo: i modelli del passato
Unità 9
5
si producono delle scariche elettriche irregolari, ma quando si raggiungono
condizioni di estrema rarefazione del gas (intorno a 10
–6
atm), il tubo si
oscura completamente. Solo allora si può notare una debole fluorescenza
sulla parete di vetro opposta al catodo, prodotta da radiazioni che si origina-
no dal catodo e vanno verso l’anodo: sono i
raggi catodici
.
Da che cosa sono costituiti i raggi catodici? Fu Thomson a trovare la
risposta a questo interrogativo, effettuando alcune prove.
Interpose un mulinello lungo il percorso dei raggi e vide che questo si
metteva in movimento. Verificò così che i raggi catodici erano costituiti
da corpuscoli, dotati di massa. Solo in questo caso, infatti essi potevano
trasferire energia cinetica al mulinello (
6
).
Applicò un campo elettrico trasversalmente alla direzione dei raggi e os-
servò che essi deviavano verso il polo positivo (
7
). Concluse quindi che
erano particelle con carica elettrica negativa.
Thomson ipotizzò che queste particelle venissero in parte prodotte dal ca-
todo 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 particelle 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 mo-
dificano le loro caratteristiche in base al materiale che li produce: sono
quindi presenti negli atomi di tutti gli elementi. A essi fu dato il nome
di
elettroni
.
2.2
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 (
8
). Vennero chiamate
raggi
canale
o
raggi positivi
: si trattava di particelle cariche positivamente, deci-
samente più pesanti degli elettroni, che modificavano la loro carica e la loro
massa in funzione del gas contenuto all’interno del tubo.
catodo
−
anodo mulinello
+
generatore
alla pompa
a vuoto
Figura 6
Il movimento del mulinello dimostra che i raggi
catodici sono costituiti da corpuscoli.
catodo
−
anodo
+
+
−
condensatore
carico
generatore
alla pompa
a vuoto
Figura 7
I raggi catodici deviano verso la lamina positiva
di un condensatore che genera un campo elettrico
trasversale: ciò dimostra che sono carichi negativamente.
Scheda
1
Il tubo catodico
Il tubo catodico ha dato origine a una delle
più importanti invenzioni del XX secolo: il
televisore. Il tradizionale schermo del televi-
sore non è altro che la parte terminale di un
tubo catodico e le immagini che noi vediamo
su di esso si formano per l’azione di un fa-
scio di elettroni che lo colpisce.
Lo schermo è infatti internamente ricoper-
to di sostanze che si illuminano 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 schermo e forniscono
l’immagine complessiva che noi vediamo.
Anche i monitor tradizionali dei computer
funzionano in questo modo, mentre i moder-
ni televisori e monitor a LCD o al plasma si
basano su tecnologie del tutto diverse.
QUALCOSA IN PIÙ
catodo forato
all’anodo
al catodo
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
+
rivelatore
–
−
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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.
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