Tubo Geissler

Un tubo Geissler es un precursor de los modernos tubos de descarga de gas, que demuestra los principios de la descarga eléctrica luminosa, similar a las luces de neón contemporáneas, y fundamental para el descubrimiento del electrón. Este dispositivo fue desarrollado en 1857 por Heinrich Geissler, un físico y soplador de vidrio alemán. Un tubo Geissler se compone de un cilindro de vidrio sellado de varias formas, parcialmente evacuado y equipado con un electrodo metálico en cada extremo. Contiene gases enrarecidos, como neón o argón, aire, vapor de mercurio u otras sustancias conductoras y, a veces, minerales o metales ionizables como el sodio. Cuando se aplica un alto voltaje entre los electrodos, hay una corriente eléctrica a través del tubo, lo que hace que las moléculas de gas se ionicen al desprender electrones. Los electrones libres se reúnen con los iones y los átomos energéticos resultantes emiten luz mediante fluorescencia, con el color emitido característico del material contenido.

Colorido decorativo Los tubos Geissler se hicieron en muchos diseños artísticos alrededor del siglo, para demostrar la nueva tecnología de la electricidad. Las simples rectas se utilizaron como sensores de alto voltaje en experimentos de física. La tecnología de iluminación de gas-descarga pionera en tubos Geissler evolucionó alrededor de 1910 a la iluminación comercial de neón, vista hoy.

Aplicación

Los tubos Geissler fueron producidos en masa desde los años 1880 como dispositivos de novedad y entretenimiento, con varias cámaras esféricas y caminos serpentinos decorativos formados en el tubo de vidrio. Algunos tubos eran muy elaborados y complejos en forma y contendrían cámaras dentro de un casquillo exterior. Un efecto novedoso podría obtenerse girando un tubo brillante a alta velocidad con un motor; se observó un disco de color debido a la persistencia de la visión. Cuando un tubo operativo fue tocado por la mano, la forma de la descarga brillante dentro a menudo cambió debido a la capacitancia del cuerpo.

En la investigación científica de principios del siglo XX se utilizaron tubos Geissler rectos y simples como indicadores de alto voltaje. Cuando se acercaba un tubo Geissler a una fuente de corriente alterna de alto voltaje, como una bobina de Tesla o una bobina de Ruhmkorff, se iluminaba incluso sin contacto con el circuito. Se utilizaban para sintonizar los circuitos de los tanques de los transmisores de radio en resonancia. Otro ejemplo de su uso fue encontrar nodos de ondas estacionarias en líneas de transmisión, como las líneas de Lecher utilizadas para medir la frecuencia de los primeros transmisores de radio.

Otro uso alrededor de 1900 fue como fuente de luz en los refractómetros Pulfrich.

Los tubos Geissler a veces todavía se utilizan en la educación física para demostrar los principios de los tubos de descarga de gas.

Influencia

Los tubos Geissler fueron los primeros tubos de descarga de gas y han tenido un gran impacto en el desarrollo de muchos instrumentos y dispositivos que dependen de la descarga eléctrica a través de gases.

Una de las consecuencias más importantes de la tecnología de los tubos de Geissler fue el descubrimiento del electrón y la invención de los tubos de vacío electrónicos. En la década de 1870, mejores bombas de vacío permitieron a los científicos evacuar los tubos Geissler a un vacío mayor; estos fueron llamados tubos Crookes en honor a William Crookes. Cuando se aplicó corriente, se descubrió que la envoltura de vidrio de estos tubos brillaba en el extremo opuesto al cátodo. Al observar que las obstrucciones en el tubo delante del cátodo proyectaban sombras de bordes afilados en la pared del tubo brillante, Johann Hittorf se dio cuenta de que el brillo era causado por algún tipo de rayo que viajaba en línea recta a través del tubo desde el cátodo. Estos recibieron el nombre de rayos catódicos. En 1897, J. J. Thomson demostró que los rayos catódicos estaban formados por una partícula hasta entonces desconocida, que recibió el nombre de electrón. La tecnología de control de haces de electrones dio como resultado la invención del tubo amplificador de vacío en 1907, que creó el campo de la electrónica y lo dominó durante 50 años, y el tubo de rayos catódicos que se utilizó en radares y televisión. muestra.

Algunos de los dispositivos que evolucionaron a partir de la tecnología de tubos Geissler:

• Tubos de vacío
• Lámparas flash Xenon (para la fotografía flash)
• Lámparas de arco Xenon (para proyectores de película e IMAX)
• Tubos de rayos X
• Lámparas de vapor de sodio utilizadas en los faros
• "Neon" signos, que utilizan tanto la descarga de luz visible de los gases neon y otros y la excitación fosforo de la luz ultravioleta
• Lámparas de vapor mercurio
• Espectrómetros de masas
• Tubos de rayos Cathode, empleados en el osciloscopio y posteriormente en televisores, radares y dispositivos de visualización de ordenadores
• Electrotachyscope (un dispositivo de visualización de imágenes en movimiento temprano)
• Lámparas fluorescentes
• Globos de plasma