Electrones en un campo magnético y medición de e/m
Enviado por poland6525 • 29 de Septiembre de 2017 • 1.632 Palabras (7 Páginas) • 594 Visitas
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3. Se escogió un valor fijo de radio de la órbita, R, conveniente y se obtuvo cuatro pares de valores diferentes (i,V) que resulten en el mismo radio de la órbita. Se graficó una función conveniente V = f(i) y para obtener la relación (e/m) con su respectivo error.
Resultados y análisis de resultados
- Actividad A: Observación cuantitativa de las orbitas de trayectorias de los electrones
La trayectoria descrita por el haz de electrones es circular (una circunferencia), la cual se observa con mucha más claridad y la línea se hace más delgada, al realizar los ajustes en el control de enfoque. Dicha disposición de los electrones se da debido al campo eléctrico y al campo magnético, el cual es perpendicular al plano de las bobinas. Luego con un imán pequeño se determino el tipo de polo de cada cara del dicho imán. Cuando colocamos el imán por un lado se formó un helicoide, el cual a medida que se acerca el imán la figura se hace más profunda y su diámetro decrece, por lo que podía decirse que la polaridad de esa cara es negativa. Cuando le acercamos la otra cara del imán observamos que el haz de electrones se acerca hacia nosotros y a medida que se lo acercábamos más el radio también decrecía, este era el lado positivo del imán.
Por último variamos la intensidad de la corriente y se observan los efectos sobre el haz de electrones localizándose en una disposición circular. A medida que aumenta la intensidad de la corriente disminuye el radio y viceversa.
- Actividad B: Medición de (e/m)
En esta parte de la experiencia logramos las siguientes observaciones:
- Para un potencial del acelerador fijo, a medida que se aumenta la corriente de las bobinas, disminuye el radio de las orbitas circulares del haz de electrones y viceversa.
(I ± 0,01) A
(R±0,003) m
1,5
0,069
1,42
0,073
1,69
0,062
1,85
0,055
1,94
0,05
Al tomar las medidas obtuvimos, tomando un voltaje acelerador fijo de 501 V
Tabla 1: Valores de I y R para un valor fijo de voltaje acelerador
[pic 13]Gráfico 1: R=f (I) Voltaje acelerador a un valor fijo.
e/m= 1,77E11 C/Kg
- Para una corriente fija de las bobinas, a medida que se aumenta el potencial del acelerador, el haz de electrones aumenta en intensidad luminosa ligeramente y también aumenta el radio.
Obtuvimos los siguientes datos para una corriente fija dada I = 1.51 A
(V±1) V
(R±0,003) m
544
0,052
480
0,045
450
0,04
392
0,032
366
0,029
Tabla 2: Valores de V y R para un valor fijo de la corriente en las bobinas
[pic 14]
Gráfico 2: R= f (V) para un valor fijo de la corriente
e/m= 2,65E11 C/Kg
- Con en radio fijo en el haz de electrones conseguimos cuatro valores de corrientes y voltajes que lograban un radio R = (0,05±0,003) m. Obtuvimos los siguientes datos:
(I ± 0,01) A
(V ± 1) V
1,61
472
1,17
330
1,32
367
1,81
544
Tabla 3: Pares de valores (I,V)
[pic 15]
Gráfico 3: V= f (I) con valor fijo del radio en la órbita
e/m= 2,78E11 C/Kg
Conclusiones
Al realizar esta práctica pudimos concluir:
- Se logra observar las órbitas de los electrones debido a la presencia de un campo eléctrico y un campo magnético.
- También se logro identificar el polo magnético de las dos caras de un imán. Es interesante ver como se repelen y se atrae la onda de electrones dependiendo de la cara negativa o positiva del imán.
- Se determinaron mediante tres procedimientos la relación para la carga y la masa de un electrón. Estos procedimientos se denotan bastantes complejos, y parecen sumamente distintos, pero todos nacen de la ecuación siguiente:
e = 2V (5/4)3 a2
m (N U0 i R)2[pic 16][pic 17]
En la cual hay tres variantes: el radio R de la órbita, el voltaje y la corriente que pasa por el circuito. De estos tres métodos, obtuvimos los siguientes resultados:
- Voltaje fijo: e / m = 1,77 x 1011 C / Kg
- Corriente fija: e / m = 2,65 x 1011 C/Kg
- Radio fijo: e / m =2,78 x 1011 C/Kg
- Para medir el radio de la órbita con el menor error de paralaje posible, se movió la cabeza hasta alinear el haz de electrones con su reflexión proveniente del espejo, pero es importante acotar que aunque se realizó este paralelaje, se aumentó el error del mismo, puesto que era muy variable; y de ser 0,1 la apreciación de la regla, lo aumentamos a 0,5 cm.
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