Determinao da razo carga/massa do eltron

Realizado em julho de 2014Ji-Paran/RO

Ttulo do experimento: Determinao da razo carga/massa do eltron (experimento 2)Disciplina: Laboratrio de Fsica Moderna

Nome e sobrenomeRA

Camila de Sousa Oliveira201211717

Juciele Santos de Oliveira201211696

Miri Santos de Oliveira200920806

Tabela 1. Nome dos integrantes do grupo.Professor: Robinson Viana Figueroa CadilloData de realizao de laboratrio: 02/07/2014 Data de entrega do relatrio de laboratrio: 17/07/2014

IntroduoA razo e/m (carga/massa) foi medida experimentalmente pela primeira vez no final do sculo XIX, em 1897 por Sir J. J. Thomson em um laboratrio em Cambridge, na Inglaterra. Este experimento confirmou pela primeira vez a existncia do eltron.Essa experincia consistia na observao da deflexo dos raios catdicos por meio de campos eltricos e magnticos. Mas o que so raios catdicos? So eltrons que so arrancados do catodo por causa da diferena de potencial existente entre o catodo e o anodo, e so atrados pelo anodo.ObjetivoDeterminar a razo carga/massa de eltron a partir de medidas do raio das trajetrias circulares descritas pelo feixe de eltrons no interior de um tubo de feixe estreito posicionado no centro de duas bobinas de Helmholtz.TeoriaO equipamento composto de duas partes principais:A primeira chamada de tubo de feixe estreito. Esse tubo do tipo de raios catdicos, esses raios catdicos so feixes de eltrons. Quando aplicado uma diferena de potencial em uma das extremidades do tubo, as partculas, ou seja, os eltrons so carregados e acelerados atravs do filamento aquecido. No interior do recipiente fechado, quase vcuo e contm um gs nobre, contm tambm dois eletrodos um deles positivo chamado de anodo e o outro negativo chamado de catodo. Como os eltrons tem carga negativa, eles saem do ctodo para o anodo, por isso a definio de raios catdicos.Quando a presso interna no tubo chega a um dcimo de presso ambiente, o gs que existe entre os eletrodos, passa a emitir uma luminosidade. Quando a presso diminui mais ainda a luminosidade desaparece, restando uma mancha luminosa atrs do polo positivo. Temos tambm as barras transversais, que so utilizadas para medir os raios do feixe, tem tambm uma estrutura redonda, cnica, ela possibilita selecionar os eltrons com a mesma velocidade, por isso que sai um feixe com velocidade constante.J a segunda parte do equipamento, temos duas bobinas chamadas de bobinas de Helmholtz, cada uma delas composta de 154 voltas de um material condutor no caso do equipamento utilizado no experimento o material era o cobre. A funo dessas bobinas produzir um campo magntico uniforme na regio entre elas. Ser utilizada tambm duas fontes, uma vai controlar a intensidade da corrente de alimentao das duas bobinas, isso possibilita controlar a quantidade de campo magntico que ser produzido. A outra fonte usada para controlar a diferena de potencial que est sendo aplicada no tubo do feixe estreito.A medida que aumenta a diferena de potencial, entre os eletrodos os eltrons ganham uma velocidade maior, quando as bobinas esto desligadas o feixe fica na posio vertical, isso ocorre por no haver campo magntico atuando, a partir do momento que alimenta as bobinas, surge o campo magntico na horizontal, como as partculas carregadas esto na vertical, forma um ngulo de 90, fazendo com que haja a curvatura, quando diminui a intensidade do campo magntico, os raios do feixe se curvam cada vez mais. Nessa situao surge uma fora atuando sobre as partculas que faz surgir a curvatura do feixe. O campo magntico depende da quantidade de intensidade que aplicada nas bobinas.A frmula para calcular a carga especfica do eltron :

Onde:e= carga elementar;m= massa;V= tenso;r2= raio;B2= intensidade do campo magntico;A intensidade do campo magntico (B) no centro da regio situada entre as bobinas de Helmholtz calculada a partir da lei de Biot e Savart, e dada por:

Onde:I= corrente= 1,68;R= raio da bobina= 0,2m;n= nmero de espiras= 154;a= distncia do centro da bobina e a borda = 0,1m;ss= permissividade absoluta onde o valor : 1,257x10-6V.s/A.m.Metodologia experimentalMateriais utilizadosQuantidade

Tubo de feixe estreito1

Par de bobinas de Helmholtz1

Voltmetro1

Ampermetro1

Multmetro digital2

Cabo de conexo1

Cabo de conexo2

Cabo de conexo2

Cabo de conexo1

Cabo de conexo2

Cabo de conexo1

Cabo de conexo2

Cabo de conexo2

Fonte de alimentao universal1

Fonte de alimentao1

A montagem experimental mostrada na figura 1. As conexes eltricas podem ser vistas no diagrama da figura 2 e figura 3. As duas bobinas so posicionadas face a face conforme a montagem de Helmholtz.

Figura 1. Montagem do experimento.

Resultados e discusso de anlise de dadosOs dados coletados no experimento esto na tabela abaixo:Raio (m)Corrente (A)Tenso (V)e/m1011 As/kg

0,021,68801,5

0,031,681231,65

0,041,681981,8

0,051,683001,7

ConclusesEm virtude do que foi apresentado podemos concluir que, quanto maior o nmero de dados, melhor vai ser a confiabilidade dos resultados. O valor da literatura para e/m= 1,75x1011 A.s/kg, pode-se ver que os resultados obtidos pelos valores coletados no experimento chegaram bem prximos aos valores reais.Bibliotecahttp://www.plnciencia.com.br/roteiros/1303.PDF MELO, J.S.S., Determinao da razo carga/massa de eltron, Departamento de Fsica (DEFIJI - UNIR); Ji-Paran 2013.https://www.youtube.com/watch?v=42iSu7M_ghA