rayos catódicos y anódicos.

QUIMICA

Presentación

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO CAMPUS ACAPULCO

Ingeneria en Sistemas Computacionales

Tema: Rayos catódicos y rayos anódicos

Alumnos: Hernandez Piza Victor Ismael Castellanos Loreto Francisco Barrientos Tumalan Angel

Maestro: LEYVA REUS EDUARDO OCTAVIANO IS1 Horario: 11-12

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Este es un video sobre los Rayos catódicos y rayos anódicos

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Primero que son los Rayos catódicos y rayos anódicos?

Los rayos catódicos y los rayos anódicos son dos tipos de haces de partículas cargadas que se generan en tubos de vacío bajo diferentes condiciones. Aunque ambos están relacionados con el electromagnetismo, tienen características y aplicaciones distintas.

Rayos catódicos:

Son haces de electrones (partículas con carga negativa) que se generan en un cátodo caliente y se aceleran hacia un ánodo positivo dentro de un tubo de vacío. Se propagan en línea recta en ausencia de campos eléctricos o magnéticos. Son desviados por campos eléctricos y magnéticos, lo que permitió su estudio y el descubrimiento del electrón por parte de J.J. Thomson en 1897. Aplicaciones: Tubos de rayos catódicos (CRT) en televisores y monitores antiguos. Microscopios electrónicos para observar objetos a escala nanométrica. Litografía electrónica para la fabricación de circuitos integrados.

Rayos anódicos:

También conocidos como rayos canales o positivos. Son haces de iones (átomos o moléculas que han perdido uno o más electrones) que se generan en el ánodo de un tubo de vacío. Se propagan en línea recta en ausencia de campos eléctricos o magnéticos. Son desviados por campos eléctricos y magnéticos en sentido contrario a los rayos catódicos. Aplicaciones: Espectrometría de masas para identificar la composición química de materiales. Implantación de iones para modificar las propiedades de materiales. Propulsión espacial en naves espaciales.

Desarrollo de nuevos materiales para emisores y colectores de rayos catódicos y anódicos

Materiales comunes:

Materiales para emisores:

Metales: tungsteno, molibdeno, tantalio, platino. Compuestos: carburo de boro, nitruro de titanio, óxido de lantano. Materiales semiconductores: silicio, GaAs.

Alta eficiencia de emisión de electrones o iones. Baja energía de trabajo para facilitar la emisión. Larga vida útil y resistencia al desgaste. Estabilidad química y térmica. Compatibilidad con el proceso de fabricación del dispositivo.

Materiales para colectores:

Alta eficiencia de colecta de electrones o iones. Baja conductividad eléctrica para minimizar la pérdida de energía. Buena resistencia al calor y a la corrosión. Compatibilidad con el emisor y el proceso de fabricación

Investigación actual:

Desarrollo de materiales nanoestructurados con mayor eficiencia de emisión. Estudio de materiales con propiedades de emisión selectiva de electrones o iones. Búsqueda de materiales más ecológicos y sostenibles.

Cuales son los Diseño de dispositivos más eficientes y compactos que utilizan rayos catódicos y anódicos.

Enfoques para mejorar la eficiencia:

Optimización de la geometría del dispositivo: Diseño de emisores y colectores con mayor superficie de contacto. Minimización de la distancia entre el emisor y el colector. Control de la forma y el tamaño del haz de rayos. Selección de materiales avanzados: Emisores con mayor eficiencia de emisión de electrones o iones. Colectores con mayor capacidad de colecta de corriente. Materiales con menor conductividad eléctrica para minimizar la pérdida de energía. Utilización de campos eléctricos y magnéticos: Enfoque del haz de rayos para mejorar la precisión. Control de la trayectoria del haz para optimizar la interacción con el objetivo. Reducción del consumo de energía: Desarrollo de dispositivos de bajo voltaje. Implementación de sistemas de recuperación de energía. Enfoques para mejorar la compacidad: Miniaturización de los componentes: Desarrollo de emisores y colectores de menor tamaño. Integración de componentes electrónicos en un solo chip. Utilización de tecnologías de microfabricación: Fabricación de dispositivos con precisión nanométrica. Implementación de estructuras tridimensionales. Diseño modular: Permitir la personalización del dispositivo para diferentes aplicaciones. Facilitar la reparación y el mantenimiento.

Aplicaciones

Televisores y monitores: pantallas más delgadas, ligeras y eficientes. Microscopios electrónicos: microscopios portátiles de alta resolución. Litografía electrónica: mayor precisión y velocidad en la fabricación de circuitos integrados. Espectrometría de masas: análisis de materiales más rápido y preciso. Implantación de iones: dispositivos más compactos para la modificación de materiales. Propulsión espacial: propulsores iónicos miniaturizados para naves espaciales.

Descubrimiento de los Rayos Catódicos por Johann Wilhelm Hittorf en 1869

A mediados del siglo XIX, la física del siglo XIX estaba experimentando un gran avance en la comprensión de la electricidad y el magnetismo. Los científicos, como Michael Faraday y Heinrich Hertz, habían realizado importantes descubrimientos sobre la naturaleza de la luz y las ondas electromagnéticas. Experimentos de Hittorf: En 1869, Johann Wilhelm Hittorf, un físico alemán, estaba realizando experimentos con tubos de descarga de gas. Estos tubos eran dispositivos de vidrio sellados que contenían dos electrodos metálicos, un cátodo y un ánodo, a los que se aplicaba una diferencia de potencial eléctrico. Hittorf observó que cuando se aplicaba un voltaje suficientemente alto, se producía un brillo verde en el interior del tubo. Este brillo provenía del cátodo y se extendía hacia el ánodo en forma de rayos. Estos rayos fueron llamados "rayos catódicos".

Evolución de la Tecnología de Rayos Catódicos y su Reemplazo por Pantallas de Cristal Líquido

Tubos de Rayos Catódicos (CRT): Los primeros tubos de rayos catódicos se desarrollaron a finales del siglo XIX. Se utilizaban en televisores, osciloscopios y radares. Los CRT eran dispositivos voluminosos y pesados que consumían mucha energía. Pantallas de Color: En la década de 1950, se desarrollaron las pantallas de color CRT. Estas pantallas utilizaban tres haces de electrones, uno para cada color primario (rojo, verde y azul). Mejoras en la Tecnología CRT: Durante las siguientes décadas, se realizaron mejoras en la tecnología CRT, como la reducción del tamaño y el peso, el aumento del brillo y la nitidez de la imagen, y la disminución del consumo de energía. Reemplazo por Pantallas de Cristal Líquido (LCD): Desarrollo de Pantallas LCD: A finales del siglo XX, se desarrollaron las pantallas LCD. Estas pantallas eran más delgadas, ligeras y eficientes que las CRT. Ventajas de las Pantallas LCD: Las pantallas LCD ofrecen una serie de ventajas sobre las CRT, como: Mayor eficiencia energética Menor tamaño y peso Mayor ángulo de visión Mejor calidad de imagen Mayor vida útil Desventajas de las Pantallas LCD: En sus inicios, las pantallas LCD tenían algunas desventajas comparedas con las CRT, como: Menor tiempo de respuesta Menor brillo Menor contraste Mayor costo

Conclusion

El desarrollo de nuevos materiales para emisores y colectores es un campo de investigación activo con un gran potencial para mejorar el rendimiento y la eficiencia de dispositivos que utilizan rayos catódicos y anódicos.