El tubo de crookes El Tubo de Crookes es un cono de vidrio con 1 ánodo y 2 cátodos. Es una invención del científico William Crookes en el siglo XIX, y es una versión más evolucionada del desarrollo del Tubo de Geissler. Esquema del Tubo de Crookes
La fuente de de bajo voltaje (A) está conectada al cátodo caliente (C) mientras que la fuente de alto voltaje (B) provee energía al ánodo revestido de fósforo (P). La máscara (M) se conecta al potencial del cátodo y su imagen se visualiza en el fósforo como área sin iluminar. Este tubo puede ser construido sin la fuente Amediante el uso de un cátodo frío.
Descripción y utilización Consiste en un tubo de vacío por el cual circulan una serie de gases, que al aplicarles electricidad adquieren fluorescencia, de ahí que sean llamados fluorescentes. A partir de este experimento (1895) Crookes dedujo que dicha fluorescencia se debe a rayos catódicos, que consisten en electrones en movimiento, y, por tanto, también descubrió la presencia de electrones en los átomos. Al final del cono de vidrio, una banda calentada eléctricamente, llamada cátodo, produce electrones. Al lado opuesto, una pantalla tapada de fósforo forma un ánodo el que está conectado al terminal positivo del voltaje (unos cien voltios), del cual su polo negativo está conectado al cátodo.
La Cruz de Malta Crookes para comprobar la penetrabilidad de rayos catódicos, debe realizar un tercer tubo, el cual llama la cruz de Malta, ya que entre el cátodo y el ánodo está localizado un tercer elemento, una cruz hecha de Zinc, un elemento muy duro.
El experimento consistía en que el rayo se estrellaba contra la cruz y la rodeaba, para posteriormente generar una sombra al final del tubo. Con este tubo es posible demostrar que los rayos catódicos se propagan en línea recta. Una pantalla metálica con forma de cruz de Malta, se dispone de modo que intercepte el haz de los rayos catódicos, produciendo una zona de sombra sobre la pantalla que satisface las leyes de la propagación de las ondas rectilíneas.
Mejoras e innovaciones El reemplazo de la máscara de sombra con un cilindro enfocador del rayo creó el cañón de electrones, que permitió la creación de un área de iluminación. La adición de deflectores electrostáticos en los planos horizontal y vertical permitió la visualización de los voltajes aplicados a los deflectores. De esta forma, el tubo fue eventualmente desarrollado como el display del osciloscopio (un artefacto de diagnóstico y visualización de uso en electrónica). Este fue desarrollado aún más como un display para radar y televisión usando coils magnéticos externos para enfocamiento y deflexión. El principio de la máscara de sombra fue usado en displays para televisiones a color. También se observó que la aplicación de alto voltaje (por ejemplo, 25.000 voltios) al ánodo en un tubo de alto vacío produciría rayos X (observados por la inadvertida neblina del rollo fotográfico, incluso cuando estaba dentro de un contenedor a prueba de luz). Tubos especializados fueron desarrollados, que reemplazaron el fósforo con un objetivo de metal y que enfocaban el rayo en una pequeña área para ayudar en la obtención de una fuente puntual de los rayos -esto produciría entonces una imagen nítida del material interviniente en el rollo-
Que es un isotopo en química Se denominan isótopos (del griego: ἴ σος, isos = mismo; τόπος, tópos = lugar) a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente neutrones, y por tanto, difieren en masa. Es decir, contienen el mismo número de protones pero difieren en el número de neutrones. La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo. Solamente 21 elementos (ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural; en contraste, el estaño es el elemento con más isótopos estables.
Tipos de isotopo Los isótopos se subdividen en isótopos estables (existen menos de 300) y no estables o isótopos radiactivos (existen alrededor de 1.200). El concepto de estabilidad no es exacto, ya que existen isótopos casi estables. Su estabilidad se debe al hecho de que, aunque son radiactivos, tienen una semivida extremadamente larga comparada con la edad de la Tierra.
Notación Los isótopos se denotan por el nombre del elemento correspondiente seguido por el número másico (protones + neutrones), separados habitualmente por un guión (carbono-12, carbono-14, uranio-238, etc.). En forma simbólica, el número 3 de nucleones se añade como superíndice a la izquierda del símbolo químico: H (hidrógeno-3).
Aplicaciones de los isotopos Utilización de las propiedades químicas
En el marcaje isotópico, se usan isótopos inusuales como marcadores de reacciones químicas. Los isótopos añadidos reaccionan químicamente igual que los que están presentes en la reacción, pero después se pueden identificar por espectrometría de masas o espectroscopia infrarroja. Si se usan radioisótopos, se pueden detectar también gracias a las radiaciones que emiten y la técnica se llama marcaje radiactivo o marcaje radioisotópico.
La datación radiactiva es una técnica similar, pero en la que se compara la proporción de ciertos isótopos de una muestra, con la proporción en que se encuentran en la naturaleza.
La sustitución isotópica, se puede usar para determinar el mecanismo de una reacción gracias al efecto cinético isotópico.
Utilización de las propiedades nucleares
Diferentes variedades de espectroscopia se basan en las propiedades únicas de nucleidos específicos. Por ejemplo, la espectroscopia por resonancia magnética nuclear (RMN), permite estudiar sólo isótopos con un spin distinto de cero, y los 1
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nucleidos más usados son H, H, C y P.
La espectroscopia Mössbauer también se basa en las transiciones nucleares de nucleidos específicos, como el
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Fe.
Los radionucleidos, también tienen aplicaciones importantes, las centrales nucleares y armas nucleares requieren cantidades elevadas de ciertos nucleidos. Los procesos de separación isotópica o enriquecimiento isotópico representan un desafío tecnológico importante.
El tubo de crookes El Tubo de Crookes es un cono de vidrio con 1 ánodo y 2 cátodos. Es una invención del científico William Crookes en el siglo XIX, y es una versión más evolucionada del desarrollo del Tubo de Geissler.
DIMENSIONES
TUBOS DE CROOKES Diámetro soporte circular: 15,5 cm. Tubo (a): 8x16x30 cm. Tubo (b): 4x9x43 cm. Tubo (c): 14x10x28 cm. Tubo (d): 4x27x19 cm. Tubo (e): 15x10x32 cm.
MATERIALES
Vidrio, metal, plástico.
FUNCIONAMIENTO
Los cinco tubos de Crookes de la colección permiten poner de manifiesto diversos efectos y propiedades de los rayos catódicos y de los rayos canales. Los tubos contienen gas altamente enrarecido, es decir, la presión de gas en el interior es extraordinariamente baja. El tubo (a) sirve para mostrar la naturaleza corpuscular de los rayos catódicos. Consta de un molinillo encerrado en un globo esférico y dos electrodos planos enfrentados en uno de sus hemisferios, de tal manera que los rayos catódicos inciden sólo sobre las paletas situadas en ese lado y, debido a su carácter corpuscular, son capaces de mover las paletas del molinillo. El tubo (b) es un tubo de rayos canales o positivos o tubo Goldstein. Posee un cátodo perforado y, como su nombre indica, permite observar los rayos canales, que atraviesan los orificios del cátodo produciendo una luminiscencia característica al chocar contra el extremo del tubo. El tubo (c) sirve para mostrar los efectos caloríficos que el haz catódico produce al chocar con un obstáculo fijo que se encuentra en el centro del tubo. El obstáculo es una placa de platino que, debido a la elevada temperatura conseguida, se pone incandescente. El tubo (d) se utiliza para estudiar la desviación de los rayos catódicos en presencia de un imán. Este tubo es alargado y es recorrido por una pantalla fluorescente, que permite ver los rayos mientras atraviesan el tubo transversalmente. De esta forma podemos observar la desviación cuando aproximamos el imán. El tubo (e) tiene forma esférica y posee dos ánodos en posiciones enfrentadas, pudiéndose observar la trayectoria de los rayos, por su luz coloreada, desde el
cátodo a cualquiera de los otros dos electrodos que se use como á nodo. OBSERVACIONES
Es probable que la colección original fuera de seis tubos de Crookes, pues se ha encontrado un soporte sin el correspondiente tubo.
Mejoras e innovaciones Substituir la máscara de la sombra por un cilindro que se enfocaba de la viga creó arma de electrón, que permitió la creación de un punto de la iluminación. La adición de desviaciones electrostáticas en los planos horizontales y verticales permitió la visualización de los voltajes aplicados a las desviaciones. De esta manera, el tubo fue desarrollado eventual como la porción de la exhibición de osciloscopio (un dispositivo del diagnóstico y de exhibición para el uso adentro electrónica). Esto fue desarrollada más a fondo como dispositivo de exhibición para radar y televisión exhibiciones usando las bobinas magnéticas externas para enfocarse y la desviación. El principio del máscara de la sombra fue explotado en las exhibiciones para las televisiones de color. También fue observado que el uso de alto voltaje (e.g. 25.000 voltios) al ánodo dentro de un tubo de vacío alto producirían Radiografías (observado por empañarse inadvertido de película fotográfica, aun cuando estaba dentro de un recinto ligero de la prueba). Especializado Tubos de radiografía fueron convertidos que substituyó el fósforo por una blanco del metal y que se centró la viga en un punto pequeño para ayudar en la obtención una fuente del punto del rayo-este entonces produciría una imagen aguda del material que interviene en la película.
Que es un isotopo en química Se denominan isótopos (del griego: ἴ σος, isos = mismo; τόπος, tópos = lugar) a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente neutrones, y por tanto, difieren en masa. La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo. Solamente 21 elementos (ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural; en contraste, el estaño es el elemento con más isótopos estables.
Tipos de isotopo Estables Los isótopos se subdividen en isótopos estables (existen menos de 300) y no estables o isótopos radiactivos (existen alrededor de 1.200). El concepto de estabilidad no es exacto, ya que existen isótopos casi estables. Su estabilidad se debe al hecho de que, aunque son radiactivos, tienen una semivida extremadamente larga comparada con la edad de la Tierra.
Radioisótopos Los radioisótopos son isótopos radiactivos ya que tienen un núcleo atómico inestable (por el balance entre neutrones y protones) y emiten energía y partículas cuando cambia
de esta forma a una más estable. La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica. Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida características. La energía puede ser liberada, principalmente, en forma de rayos alfa (núcleos de helio), beta (electrones o positrones) o gamma (energía electromagnética). Varios isótopos radiactivos inestables y artificiales tienen usos en medicina.
Isótopos Naturales Los isótopos naturales son los que se encuentran en la naturales de manera natural, por ejemplo el hidrógeno tiene tres isótopos naturales, el protio que no tiene neutrones, el deuterio con un neutrón, y el tritio que contiene tres neutrones, el tritio es muy usado en labores de tipo nuclear este es el elemento esencial de la bomba de hidrógeno responsable del holocausto en Hiroshima y Nagasaki.
Isótopos Artificiales Los isótopos artificiales son fabricados en laboratorios nucleares con bombardeo de partículas subatómicas, estos isótopos suelen tener una corta vida, en su mayoría por la inestabilidad y radioactividad que presentan, uno de estos es el Cesio cuyos isótopos artificiales son usados en plantas nucleares de generación eléctrica, otro muy usado es el Iridio 192 que se usa para verificar la que las soldaduras de tubos estén selladas herméticamente, sobre todo en tubos de transporte de crudo pesado y combustibles, alguno isótopos del Uranio también son usados para labores de tipo nuclear como generación eléctrica o en bombas atómicas con principio de fisión nuclear.
Vida media del isotopo La vida media es el promedio de vida de un núcleo antes de desintegrarse. Se representa con la letra griega τ. La desintegración nu clear es un proceso probabilístico (en concreto sigue la ley de Poisson) por lo que esto no significa que un determinado núcleo vaya a tardar exactamente ese tiempo en desintegrarse. La vida media no debe confundirse con el semiperiodo, vida mitad, semivida o periodo de semidesintegración: son conceptos relacionados, pero diferentes. En particular, este último es de aplicación solamente para sustancias radiactivas. Se ha comprobado que los isótopos de los elementos radiactivos presentan distintos grados de inestabilidad en el tiempo debido a que cada isótopo experimenta una serie radiactiva particular. Para referirnos a la velocidad con que ocurren las desintegraciones nucleares utilizamos el concepto de vida media.
