Sistema experimental de Curie
Como es natural, el primer elemento que era necesario diseñar para determinar la conductividad del aire sometido a las radiaciones uránicas era la cámara de ionización. El funcionamiento de una cámara de ionización es muy simple, y se muestra en la animación siguiente. El aire es ionizado por efecto de la radiación de la muestra introducida en la cámara, produciéndose iones positivos y electrones libres. Los iones positivos se dirigen a la placa negativa y los electrones correspondientes a la placa positiva, aportando, durante el tiempo t que dura el experimento, una carga total Q a cada placa. El proceso se representa de forma esquemática en la siguiente animación.
La corriente de ionización resultante es, I = Q / t
que en el caso del experimento de que nos ocupa es del orden del picoamperio (1·10-12 Amperios). El problema con que se enfrentaba Marie Curie era el de medir con exactitud esta corriente. A lo largo de sus experimentos debió de utilizar varias cámaras de ionización: En su tratado de radioactividad describe una con anillo de guarda (Figura 1).
Polarizando la placa inferior con unos 100 voltios y conectando la placa central superior a un picoamperímetro de los que se encuentran actualmente en el mercado (de resistencia prácticamente nula), la medida no tendría ninguna dificultad. Pero a finales del siglo XIX no existían instrumentos de ese tipo. Sólo se disponía de electroscopios o de electrómetros del tipo de Kelvin, de cuadrantes, de manejo muy delicado (y que, en realidad, medían voltajes).
Es seguro que en sus experimentos previos Marie utilizó uno de esos electrómetros para medir la caída de tensión producida en la cámara como resultado de la ionización del aire, como hizo Rutherford, de acuerdo con la animación siguiente:
Antes de comenzar el experimento la placa positiva de la cámara de ionización se encuentra conectada a tierra. En el instante inicial se elimina esa conexión, de manera que la carga positiva que desaparece de la armadura positiva no puede ser reemplaza como en la animación anterior, ya que la resistencia del electrómetro es prácticamente infinita. Como resultado, en cada intervalo de tiempo dt la corriente de iones cede a las placas una carga
dq = I·dt
Esta carga produce una variación de tensión dV en los bornes del voltímetro,
dV = dq / C
donde C la capacidad total del sistema de medida.
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