Expérience du tube de Crookes

Au XIXe siècle, se succèdent mystérieuses découvertes de radiations telles que les ondes radio, les rayons cathodiques ou les rayons X. Ces découvertes ont consolidé la théorie selon laquelle la nature émettait des « émanations » capables d'agir à distance et que les sens ne pouvaient percevoir. Dans cette leçon d'un ENSEIGNANT, nous découvrirons comment Expérience du tube de Crookes ce fut l'une des recherches scientifiques qui contribuèrent de la manière la plus décisive à la découverte et à la compréhension des rayons cathodiques.

L'invention de tuyau d'aspirateur de la part de Hienrich Geissler a été une étape fondamentale dans la découverte d'une série de rayonnements mystérieux tels que Rayons X ou rayons cathodiques.

Les pompes à vide existaient déjà en 1855, mais celle inventée par Geissler représentait une amélioration importante, puisque réussi à réduire la pression à l'intérieur d'un tube de verre rempli de gaz à 0,01 % de la pression atmosphérique. Le tube à vide de Geissler était assez solide pour réduire la pression jusqu'à de très petites valeurs.

Au cours des 50 années suivantes, la nouvelle pompe à vide de Geissler a permis l'émergence d'inventions fondamentales pour l'avancement de technologies telles que la ampoule électrique et a ouvert de nouveaux champs de recherche.

Plus tard, Julius Plücker incorporé électrodes au tube à vide par Geissler. C'est-à-dire qu'il incorporait deux plaques métalliques (conducteur électrique) connectées à un générateur de courant. L'électrode chargée positivement est appelée anode et l'électrode chargée positivement est appelée cathode. Plücker a observé que malgré le vide, le courant continuait à circuler dans le tube à vide de la cathode à l'anode, produisant une lumière vert pâle.

Malgré ces découvertes, il faudra deux décennies pour qu'une étude approfondie de ces tubes lumineux soit enfin réalisée.

le le chimiste William Crookes Il fut l'un des scientifiques les plus importants du XIXe siècle en Europe, découvrit le thallium et contribua de manière décisive à la découverte et à la connaissance de la rayons cathodiques.

Crookes était un inventeur infatigable et connu pour sa grande habileté dans le domaine de l'expérimentation. Ses expériences avec tubes à décharge sous vide (ou alors escrocs tubes) de son invention ont été déterminants pour la découverte de l'électron et de l'effet photoélectrique.

En 1875, il avait conçu de nouveaux tubes à vide pour étudier la nature de ces phénomènes lumineux. William Crookes a conçu divers tubes à décharge sous vide. Les plus connus sont les trois qui ont été utilisés dans les expériences qui nous ont permis de savoir quelles étaient les caractéristiques des rayons cathodiques. Ici, nous allons offrir un résumé de l'expérience du tube de Crookes.

Expérience de tube à décharge sous vide incliné

L'un des tubes conçus par Crookes formait un angle droit et lorsque le courant électrique a été passé à travers le tube, il a été observé que la lumière était plus intense dans la zone devant la cathode.

Il a également effectué différentes expériences en faisant varier la pression à l'intérieur du tube et a observé que plus la pression était basse, plus la lueur produite était intense. Il a également testé des plaques de différents métaux comme cathodes et a constaté que la lueur produite ne dépendait pas du métal utilisé comme électrode.

Ces résultats ont indiqué que l'effet lumineux produit provenait de la cathode et était indépendant du type de métal utilisé dans l'électrode. En raison de ces observations, la lumière verte émise par la cathode a été nommée rayons cathodiques.

Expérience de tube à décharge sous vide à barrière

C'est peut-être l'expérience et le tube de Crookes plus connu, car elle a permis d'aboutir à des conclusions de grande importance sur la nature des rayons cathodiques.

Après ce qu'il a observé dans les premières expériences avec les tubes coudés, Crookes a entrepris de étudier la pénétrabilité de ces rayons, c'est-à-dire de vérifier s'ils étaient capables de franchir différentes barrières. Pour cela, William Crookes a conçu des tubes à vide dans lesquels ont été installées différentes barrières dont la plus connue est la plaque de zinc en forme de croix de Malte. Les expériences réalisées avec ce tube ont montré que les rayons cathodiques étaient interceptés par le barrière en forme de croix de Malte; puisqu'une ombre en forme de croix apparaissait, au milieu de la luminescence, au bout du tube.

Pour réaliser cette expérience, Crookes a conçu un tube dans lequel se trouvaient la cathode et la barrière (croix de malt métallique) en ligne droite, et a observé que l'ombre qui apparaissait au bout du tube était également alignée avec ces deux éléments.

Cette expérience lui a permis d'arriver aux conclusions suivantes :

• Les rayons cathodiques, comme la lumière, se déplacent en lignes droites et projettent des ombres.
• Les rayons cathodiques dégagent une sorte d'énergie, car l'extrémité du tube où ils ont frappé était chauffée.

Expérience de tube à vide soumise à un champ magnétique

Nous terminons cette leçon de l'expérience du tube de Crookes pour parler d'une autre très importante. William Crookes a mené plusieurs expériences pour tenter d'élucider la nature des rayons cathodiques. Dans l'un d'eux, il a soumis le tube à vide à champs magnétiques (déplacement d'un aimant à proximité du tube à vide) et a observé que le faisceau de rayons cathodiques était dévié, ce qui n'était pas le cas avec la lumière.

Cette expérience a permis plus tard de démontrer que les rayons cathodiques étaient constitués de particules chargées négativement. Vingt ans plus tard, J.Thomson réussit à identifier des particules telles que électrons.