Rayo anódico

Un rayo anódico (también llamado rayo positivo o rayo canal ) es un haz de iones positivos que se crea mediante ciertos tipos de tubos de descarga de gas . Se observaron por primera vez en tubos de Crookes durante experimentos realizados por el científico alemán Eugen Goldstein en 1886. ^{[ 1 ]} Posteriormente, el trabajo de Wilhelm Wien y J.J. Thomson sobre los rayos anódicos condujo al desarrollo de la espectrometría de masas .

Goldstein utilizó un tubo de descarga de gas con un cátodo perforado . Al aplicar un potencial eléctrico de varios miles de voltios entre el cátodo y el ánodo, se observan débiles rayos luminosos que emanan de los orificios en la parte posterior del cátodo. Estos rayos son haces de partículas que se mueven en dirección opuesta a los rayos catódicos , que son corrientes de electrones que se desplazan hacia el ánodo. Goldstein denominó a estos rayos positivos Kanalstrahlen , o «rayos de canal», porque estos rayos atravesaban los orificios o canales del cátodo.

El proceso por el cual se forman los rayos anódicos en un tubo de rayos anódicos de descarga de gas es el siguiente. Cuando se aplica un alto voltaje al tubo, su campo eléctrico acelera la pequeña cantidad de iones ( átomos con carga eléctrica ) siempre presentes en el gas, generados por procesos naturales como la radiactividad . Estos iones chocan con los átomos del gas, desprendiéndoles electrones y creando más iones positivos. Estos iones y electrones, a su vez, chocan con más átomos, creando más iones positivos en una reacción en cadena. Todos los iones positivos son atraídos por el cátodo negativo, y algunos atraviesan los orificios del cátodo. Estos son los rayos anódicos.

Al llegar al cátodo, los iones se han acelerado lo suficiente como para que, al colisionar con otros átomos o moléculas del gas, exciten a estas especies a un nivel de energía superior . Al regresar a sus niveles de energía anteriores, estos átomos o moléculas liberan la energía que habían adquirido. Dicha energía se emite en forma de luz. Este proceso de producción de luz, denominado fluorescencia , produce un brillo en la región posterior al cátodo.

Una fuente de iones de rayos anódicos suele ser un ánodo recubierto con la sal de haluro de un metal alcalino o alcalinotérreo . ^{[ 2 ] [ 3 ]} La aplicación de un potencial eléctrico suficientemente alto crea iones alcalinos o alcalinotérreos y su emisión es más visible en el ánodo.

• Rayos de electricidad positiva por JJ Thomson Actas de la Royal Society , A 89, 1-20 (1913)
• El tubo de rayos catódicos de Goldstein en el sitio del tubo de rayos catódicos.