Electrización de la Materia: Frotamiento, Contacto e Inducción

Cuando se frotan ciertos materiales, se pueden observar dos fenómenos eléctricos: la atracción o la repulsión. Charles Cisternay du Fay dedujo la existencia de estas dos clases de fenómenos eléctricos.

Métodos de Electrización

Frotamiento

Al frotar ciertos materiales, se produce una transferencia de electrones entre ellos, generando una carga neta en cada uno.

Contacto

Tiene lugar cuando se pone en contacto un cuerpo no cargado y aislado con otro ya cargado por frotamiento. Para su estudio, vamos a utilizar un péndulo eléctrico. Estas experiencias ponen de manifiesto que los cuerpos que han entrado en contacto con otros cuerpos previamente electrizados también se cargan.

Inducción

Para electrizar un cuerpo, no es imprescindible que exista contacto entre el cuerpo cargado y el que se quiere electrizar (acercar pero no tocar).

Carga Eléctrica

Es la cantidad de carga eléctrica que tiene un cuerpo y se mide en culombios. Dos cuerpos que hayan adquirido carga del mismo tipo se repelen, mientras que si son de distinto tipo, se atraen. Los fenómenos de electrización pusieron de manifiesto que el átomo estaba formado por otras partículas.

El Electrón

En 1897, J.J. Thomson investigaba la conducción de electricidad en los gases. Utilizó para ello tubos de vidrio equipados con placas metálicas (electrodos) en los que se encerraba un gas que se encontraba a muy baja presión. Observó que cuando se aplicaba un elevado voltaje entre las placas metálicas negativa y positiva, se producía una débil luminosidad fluorescente en la pared del tubo opuesta al electrodo negativo o cátodo.

Thomson dedujo que se emitían unas partículas desde el electrodo negativo al electrodo positivo que denominó rayos catódicos. Averiguó además que la relación carga/masa (1,759 x 10¹¹ C/kg) de las partículas negativas es constante e independiente del gas del tubo. Esto demostraba que había otras partículas más pequeñas en los átomos: los electrones. (R. Millikan determinó la carga del electrón en 1,602 x 10^-19 C).

El Protón

En 1886, E. Goldstein había observado que si en un tubo de descarga de gases similar al anterior el electrodo positivo (ánodo) está perforado, aparece otra luminosidad en la parte opuesta al ánodo. Esta luminosidad, que recibe el nombre de rayos anódicos, está formada por partículas con carga positiva. Sin embargo, al contrario de lo que sucede con los rayos catódicos, las partículas que forman los rayos anódicos no parten de los electrodos sino del interior del gas.

Estas partículas positivas que se encuentran en el tubo tenían la misma carga que el electrón y una masa 1836 veces mayor a este (protón).