Relación carga masa del electrón
I. Objetivo:
Determinar la relación carga-masa del electrón, a partir de las trayectorias
observadas de un haz de electrones que cruza una región con influencia de un
campo magnético.
II. Teoría requerida:
Campo magnético, bobinas de Helmholtz, Fuerza
de Lorentz .
III. Introducción
La medida de la carga especifica de un electrón, es decir la
relación carga-masa, se realizó por primera vez en los años ochenta del siglo
XIX y constituye un acontecimiento en el desarrolle de la física.
El fundamento del experimento consiste esencialmente de
estudiar la interacción que sufren los electrones cuando penetran un campo
magnético. Cuando una carga eléctrica se mueve en el seno de un campo magnético
experimenta una fuerza perpendicular al campo B y al vector velocidad v.
El equilibrio entre la fuerza magnética (evB) y la fuerza
centrífuga (mev2/R), nos permite calcular la relación carga masa:
Posteriormente podremos aplicar la siguiente fórmula que
relaciona la velocidad de un electrón dentro de un campo magnético.
III. Materiales:
1 equipo de
carga masa del electrón.
1 imán
10 regla de plástico
IV. Procedimiento:
-
Se enciende el sistema y se mide el corriente y
voltaje dados por el aparato.
-
La corriente medida es la que va directamente a
las bobinas de Helmholtz, por lo tanto con esta se calcular el campo magnético.
-
El voltaje es el que se suministra a la lámpara
o cañón de electrones por lo que servirá para calcular la velocidad de los
electrones.
-
Para una corriente de 1.5 A, aumente el voltaje
hasta que aparesca una línea azul-verdoso.
-
Continúe aumentando el voltaje hasta que el haz
llegue a la marca de 11 cm, sobre la varilla de vidrio que atraviesa la
bombilla. Puede utilizar una lupa.
-
Repita el paso anterior para diámetros de trayectorias
cada medio centímetro 10.5, 10, 9.5, 9…, 5cm
-
Llevar el voltaje a cero
-
Realizar mediciones similares a las anteriores
para una corriente de 2 A.
-
Tome datos para un voltaje constante variando la
corriente para concluir la dependencia con la corriente.
-
Al terminar apague el aparato.
V. Análisis
-
Con la corriente calcular el valor del campo
magnético en las bobinas.
-
Graficar voltaje – diámetro del semicírculo.
-
Calcular la velocidad para cada caso.
-
Con los datos anteriores calcular la relación
e/m, sacar un promedio, y las incertidumbres de este calculo.
-
Compare su valor experimental para el valor
aceptado de
Con el iman se logro este efecto, reproducelo y explicalo
·
http://www.physics.uc.edu/~bortner/labs/Physics%202%20experiments/Specific%20Charge/Specific%20Charge%20htm.htm
Además de información de apoyo sobre el experimento en:
http://www.heurema.com/PF19.htm
http://www.ucm.es/info/Geofis/practicas/prac25r.pdf
Y no olviden investigar más sobre la teoría en libros e internet.
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