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Tubo di Crookes con mulinello

Tubo di Crookes con mulinello, Immagine di Lab2Go

Tubo di Crookes con mulinello

Descrizione

Il fascio catodico (elettroni), agendo sulle palette di un carrello, lo pone in moto lungo le due guide di vetro. L'inversione della polarità ne arresta il moto e fa retrocedere il carrello. Tutto questo dimostra gli effetti meccanici della «materia radiante».

Numero di Inventario -
Nome dello strumento Tubo di Crookes con mulinello

Dati scientifici

Epoca 1940 circa
Costruttore Officine Galileo
Dimensioni lunghezza del tubo: 315 mm; larghezza del tubo: 60 mm; larghezza del tubo: 125 mm; diametro del tubo: 40 mm
Materiali tubo (vetro), elettrodi (metallo e alluminio), mulinello (alluminio con macchie di vernice fluorescente), filo di tungsteno, base di sostegno (legno) .
Descrizione Il tubo cilindrico di vetro, in cui è stato fatto un buon vuoto, è posto orizzontalmente su di una basetta di legno nero. Il tubo ha agli estremi due sporgenze perpendicolari. Ognuna di esse sulla sommità porta un contatto che comunica all'interno con una asticella metallica che in basso diventa ricurva e termina con un dischetto. Fissate longitudinalmente nel tubo vi sono due coppie di tubicini in vetro che fungono da guide per un mulinello con otto palette di alluminio sulle quali vi sono delle macchie di vernice fluorescente. Gli elettrodi vengono collegati ad una generatore ad alta differenza di potenziale. Il fascio di raggi catodici (elettroni) che parte dal catodo urta le palette del mulinello che, mettendosi a ruotare, si muove lungo il tubo. Invertendo la polarità degli elettrodi si inverte anche il senso di rotazione del mulinello.
Funzionamento e cenni storici Il tubo a vuoto con mulinello serve per mostrare che i raggi catodici (elettroni veloci) possono produrre la rotazione meccanica di un leggero mulinello posto lungo il loro cammino. Per un corretto funzionamento il binario deve essere orizzontale; per agevolare questa esigenza si possono mettere dei piccoli spessori di carta sotto il supporto di legno. Il tubo viene normalmente alimentato col rocchetto di Ruhmkorff collegato ai due contatti esterni; quando il mulinello è arrivato a fine corsa, basta invertire i cavetti dell’alimentazione e il mulinello percorre la rotaia di vetro in senso inverso. In letteratura si trovano due diverse interpretazioni del meccanismo che provoca la rotazione. La gran parte degli autori del primo novecento parla di azione meccanica o di effetti meccanici degli elettroni che urtano il lato esposto delle palette. Autori di lavori a carattere divulgativo più recenti, ripetono gli stessi vaghi concetti. Qualcuno dopo alcuni calcoli si chiede se gli urti degli elettroni sono sufficienti a far girare il mulinello. S.Tolansky, invece, negli anni sessanta descrive un processo molto simile a ciò che avviene nel radiometro di Crookes, nel quale un mulinello, in un'ampolla di vetro vuota, gira se colpito dalla luce. È facile mostrare che i raggi catodici riscaldano i corpi per urto. Secondo Tolansky dunque, il lato della paletta, colpito dagli elettroni, diviene più caldo dell’altro e le molecole del gas residuo che vengono a contatto con questo lato, acquistano una maggiore energia cinetica di quelle sull’altro lato. Ne consegue che la maggiore quantità di moto delle molecole che rimbalzano via, provoca una più forte reazione sul lato caldo che non sul lato freddo, mettendo in rotazione il mulinello. Crookes mise una ruota a pale nel percorso dei raggi catodici e scoprì che ruotava quando i raggi colpivano le pale. La ruota si allontanava dal catodo del tubo, suggerendo che la quantità di moto dei raggi catodici che colpivano le pale stesse causando la rotazione. Crookes concluse all'epoca che questo mostrava che i raggi catodici erano probabilmente particelle di materia. Tuttavia, in seguito si è concluso che la ruota a pale non girava a causa della quantità di moto delle particelle (o elettroni) che colpivano le pale, ma a causa dell'effetto radiometrico. A scoprire la reale natura di questi raggi fu Joseph J. Thomson nel 1897 arrivando alla conclusione la causa della rotazione era il moto degli elettroni emessi dal catodo e accelerati dal campo elettrico tra anodo e catodo.
Bibliografia Catalogo Officine Galileo. S. Tolansky, Introduzione alla fisica atomica, P. Boringhieri Torino 1966. L. Graetz, L’elettricità e le sue applicazioni, F. Vallardi Milano 1907. L. Segalin, Fisica sperimentale, vol. II G. B. Paravia Torino 1933. A. Ròiti, Elementi di fisica, vol. II Le Monnier Firenze 1908. Scheda di istruzioni N° 496 della Paravia.
Eventuale iscrizione -
Inventore William Crookes nel 1874

Dati storici

Data di entrata -
Inventario -
Vecchi numeri di inventario 4605; 222.
Donato - comperato - provenienza -

Dati relativi al restauro

Stato di conservazione in buone condizioni
Descrizione interventi effettuati -
Nome restauratore -
Osservazioni - Utilizzazione per la didattica -

Dati relativi alla conservazione

Armadio 16
Ripiano primo a partire dal basso
Scheda tecnica del produttore no
Collocazione Corridoio del primo piano del Liceo Classico Giulio Cesare

Sitografia

museiscientifici/giuliocesare_roma/tubo_di_crookes_con_mulinello.txt · Ultima modifica: 2024/10/11 00:13 da fabio.panfili