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Un tubo de Geissler es un precursor de los tubos de descarga de gas modernos , que demuestra los principios de la descarga luminiscente eléctrica , similar a las luces de neón contemporáneas , y central para el descubrimiento del electrón . [1] : 67 Este dispositivo fue desarrollado en 1857 por Heinrich Geissler , un físico y soplador de vidrio alemán. Un tubo de Geissler está compuesto por un cilindro de vidrio sellado de varias formas, que está parcialmente evacuado y equipado con un electrodo de metal 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 a través de fluorescencia , con el color emitido característico del material contenido.
A principios de siglo, se fabricaron tubos Geissler decorativos de colores vivos con muchos diseños artísticos para demostrar la nueva tecnología de la electricidad. Se utilizaron tubos rectos y sencillos como sensores de alto voltaje en experimentos de física. La tecnología de iluminación por descarga de gas, iniciada en los tubos Geissler, evolucionó alrededor de 1910 hasta convertirse en la iluminación de neón comercial que vemos hoy en día.
Los tubos Geissler se produjeron en masa a partir de la década de 1880 como dispositivos novedosos y de entretenimiento, con varias cámaras esféricas y caminos serpenteantes decorativos formados en el tubo de vidrio. Algunos tubos tenían una forma muy elaborada y compleja y contenían cámaras dentro de una carcasa exterior. Se podía obtener un efecto novedoso al hacer girar un tubo brillante a alta velocidad con un motor; se veía un disco de color debido a la persistencia de la visión . Cuando se tocaba un tubo en funcionamiento con la mano, la forma de la descarga brillante en el interior a menudo cambiaba debido a la capacitancia del cuerpo.
Los tubos Geissler rectos y sencillos se utilizaban en la investigación científica de principios del siglo XX como indicadores de alto voltaje. Cuando un tubo Geissler se acercaba a una fuente de alto voltaje, corriente alterna, como una bobina de Tesla o una bobina de Ruhmkorff , se encendía incluso sin contacto con el circuito. Se utilizaban para sintonizar los circuitos de tanque de los transmisores de radio en resonancia. Otro ejemplo de su uso era 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 . [2]
Los tubos de Geissler todavía se utilizan a veces en la enseñanza de la física para demostrar los principios de los tubos de descarga de gas .
Los tubos de Geissler fueron los primeros tubos de descarga de gas y tuvieron un gran impacto en el desarrollo de muchos instrumentos y dispositivos que dependen de la descarga eléctrica a través de gases. [1] : 67
Una de las consecuencias más significativas 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, las mejores bombas de vacío permitieron a los científicos evacuar los tubos de Geissler a un vacío más alto; estos se llamaron tubos de 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 frente al cátodo proyectaban sombras de bordes afilados en la pared brillante del tubo, Johann Hittorf se dio cuenta de que el resplandor era causado por algún tipo de rayo que viajaba en línea recta a través del tubo desde el cátodo. Estos se denominaron rayos catódicos . En 1897, JJ Thomson demostró que los rayos catódicos consistían en una partícula previamente desconocida, que se llamó electrón . La tecnología de control de haces de electrones dio lugar a la invención del tubo de vacío amplificador en 1907, que creó el campo de la electrónica y lo dominó durante 50 años, y al tubo de rayos catódicos que se utilizó en pantallas de radar y televisión .
Algunos de los dispositivos que evolucionaron a partir de la tecnología del tubo Geissler:
