Tubi di Crookes: obiettivi ed esecuzione

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Esperienza di laboratorio sui Tubi a raggi catodici (di Crookes) con grafici e immagini (2 pagine formato doc)

Untitled Data: 4 novembre 2004 Liceo scientifico “E.
Fermi” Cecina ESPERIENZA DI LABORATORIO SUI TUBI DI CROOKES MATERIALI: Alimentatore a corrente continua Rocchetto di Ruhmkorff Cavi di collegamento Calamita (magnete) Tubo di Crookes con mulinello Tubo di Crookes con schermo di fluoro Tubo di Crookes con croce di Malta Tubo di Crookes con minerale Tubo a raggi canale TUBI DI CROOKES: Il tubo di Crookes è un tubo di vetro contenente un gas rarefatto (pressione molto bassa, quindi un vuoto spinto); alle sue pareti interne sono fissati due elettrodi metallici: uno, il catodo, con polo negativo e l'altro, l'anodo, con polo positivo OBIETTIVI: Verificare sperimentalmente in laboratorio le diverse tappe che hanno portato alla scoperta dell'elettrone. ESECUZIONE DELL'ESPERIENZA: Inizialmente si collega l'alimentatore alla corrente e al rocchetto di Ruhmkorff con dei cavi di collegamento e successivamente ai diversi tubi di Crookes utilizzati.
-Tubo con mulinello: aprendo l'interruttore della corrente si può vedere che il mulinello all'interno del tubo si muove in direzione opposta al catodo, dal quale escono i raggi catodici. Questo indica la natura corpuscolare dei raggi, formati, quindi da particelle con massa propria. -Tubo con schermo di fluoro: è un tubo con uno schermo coperto di fluoro (sostanza che dà origine al fenomeno della fluorescenza se colpito da elettroni) e con una fessura per selezionare un raggio ben preciso tra tutti quelli uscenti dal catodo. Avvicinando all'estremità superiore del tubo un magnete, si può notare che i raggi vengono respinti (polo negativo), o attratti (polo positivo). -Tubo con croce di Malta: facendo passare corrente i raggi catodici uscenti dal catodo formano una luminescenza che, con la croce di Malta proietta un'ombra sul fondo del tubo. -Tubo a raggi canale: è un tubo in cui il catodo è forato; possiamo individuare due tipi di raggi, quelli catodici e quelli canale che sono formati da nuclei di gas (protoni e neutroni) che assumono un colore rossastro. -Tubo con minerale: nella perpendicolare di uscita dei raggi catodici dal catodo, è posto un minerale che a contatto con questi, diventa rossastro. OSSERVAZIONI E CONCLUSIONI Dall'esperienza è possibile dimostrare la natura corpuscolare dei raggi catodici (tubo con mulinello), la perpendicolarità di uscita rispetto al catodo, indipendentemente dalla posizione dell'anodo (tubi con croce di Malta), la carica elettrica negativa (quando si fa uso di un magnete), quindi, si è potuto vedere come si è giunti all'attuale definizione con relativi attributi di elettrone. Si è potuto vedere anche come sono stati scoperti i protoni, anche se i raggi canale sono nuclei senza elettroni e non solo protoni (tranne nel caso dell'idrogeno). Nel tubo con minerale, infine, il fenomeno mostra come, gli elettroni, a contatto con gli atomi del minerale, ne eccitano gli elettroni, i quali si trasferiscono ad un livello energetico superiore.