Laboratorio di chimica: i raggi catodici

Alla fine dell’ottocento c’erano scienziati scettici sulla natura particellare della materia che stentavano ad accettate il concetto di atomo (Mach) e altri ancora più restii a pensare che l’atomo non fosse così  indivisibile, immutabibile, indistruttibile ed eterno come lo descrivevano Democrito e Dalton.

La scoperta delle particelle che costituiscono gli atomi e i tentativi di chiarirne la natura rappresentano uno degli aspetti più interessanti della Storia delle Scienze moderne, perché la conoscenza della struttura atomica ha consentito di comprendere meglio il comportamento delle sostanze chimiche e di descriverne in modo semplice e sistematico le proprietà. Interessante il percorso che ha portato alla scoperta della prima e più piccola delle particelle che costituiscono l’atomo: l’elettrone.

Gli strumenti, visti nel laboratorio di chimica, ci riportano indietro nel tempo, ai primi gloriosi esperimenti che hanno portato alla scoperta dell’elettrone e hanno aperto la strada agli studi sulle particelle, punto di partenza per le ricerche degli scienziati  del 1900.

Tutto cominciò con lo studio dei raggi catodici prodotti all’interno di tubi nei quali si era creato il vuoto.

Ecco quindi il generatore di corrente rocchetto di Ruhmkorff, i tubi di Crookes

In laboratorio  si è mostrato il funzionamento di  un altro interesante e affascinante strumento: la scala di Cross composta da 6  tubi riempiti con aria a pressioni bassisime ( da 0.025 a 10 Torr) che serviva per studiare il comportamento dei raggi catodici nei gas rarefatti ( e questo è il nostro caso)  o con gas di diversa natura.

Con strumenti come questi J.J. Thomson condusse gli esperimenti che portarono alla scoperta dell’ elettrone.

Semplificando molto quello che fu   il percorso dello scienziato,  si può dire che Thomson arrivò a queste conclusioni:

  • I raggi catodici erano costituiti da particelle dotate di massa e in grado di trasferire energia cinetica in quanto un mulinello a pale posto lungo il loro percorso veniva messo in movimento da essi.
  •  I raggi catodici erano costituiti da particelle di carica negativa in quanto, sotto l’azione di un campo elettrico trasversale alla direzione dei raggi, venivano deviati verso il polo positivo.
  • I raggi catodici non potevano attraversare la materia in quanto una croce di Malta posta sul loro percorso, ne bloccava il flusso, proiettando l’ombra sul fondo del tubo.
  • I raggi catodici erano presenti negli atomi di tutti gli elementi in quanto non cambiavano le loro caratteristiche anche variando il metallo che costituiva il catodo e il tipo di gas.

Nel 1897 Thomson determinò il rapporto carica/massa  dei raggi catodici trovando un valore di circa 1011 coulomb per chilogrammi (0ggi il valore accertato è di  1,7589*1011 coulomb per chilogrammi)

nel 1908 Robert Millikan determinò la carica dell’elettrone ( = – 1,6·10-19 C).

La massa dell’elettrone   quindi, era uguale a 9,11·10-31kg.

Questo è il video, girato all’ ITGC Oriani di Faenza, che  mostra le esperienze viste in aula di chimica.

Informazioni su spanni

prof. di chimica
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3 risposte a Laboratorio di chimica: i raggi catodici

  1. Hajar ha detto:

    Prof. la descrizione con cosa si potrebbe cominciare????

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  2. Pingback: Per le seconde: ripasso | unpodichimica

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