PREINFORME RELACION CARGA-MASA

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- Consultar los valores de la relación carga-masa para las partículas fundamentales más importantes (Ej. electrones. protones, y otras). ¿Por qué es importante esta relación para las partículas atómicas?

R:

Carga

Masa

Relación carga/masa

Electrón

-1.602x10-19 C

9.109x10-31 Kg

1.7587x1011 C/Kg

Protón

1.602x10-19 C

1.672x10-27 Kg

95.8134x106 C/Kg

Neutrón

0

1.674x10-27 Kg

0

Esta relación carga-masa es importante debido a que gracias a este experimento se demostró que la cuantizacion de la carga era posible, y se pudo establecer una pequeña carga eléctrica y gracias a esto podemos comprender mejor el mundo moderno sin mencionar los grandes descubrimientos que hubieron gracias a este.

- ¿En qué consiste el experimento histórico de Thompson para la medida de la relación carga/masa?

R: En uno de los experimentos que marcaron un hito en la física a fines del siglo XIX, J.J Thompson (1856-1940) utilizo la idea que acabamos de describir para medir la relación de carga a masa del electrón. Para este experimento realizado en 1897 en el Laboratorio de Cambridge, Inglaterra, Thompson utilizo el siguiente aparato

Tubo de rayos catódicos

[pic 7]

http://www.molphys.org/ (26 de mayo de 2015) tubo de rayos catódicos tomado de

En un recipiente de vidrio al alto vacio, se aceleran electrones provenientes del cátodo caliente en un haz mediante una diferencia de potencial entre los dos ánodos A y A´. La rapidez v de los electrones está determinada por el potencial acelerador V. La energía cinética ½ mv2 es igual a la pérdida de energía potencial eléctrica eV, donde e es la magnitud de la carga del electrón:

[pic 8]

Los electrones pasan entre las placas P y P´ e inciden en la pantalla del extremo del tubo, la cual está recubierta de un material fluorescente que emite luz en el punto del impacto. Los electrones pasan en línea recta entre las placas cuando se satisface la anterior ecuación se obtiene

[pic 9]

Todas las magnitudes del lado derecho se pueden medir; por consiguiente, se puede determinar la relación e/m de carga a masa. No es posible medir e ni m por separado por este método; solo su proporción.

El aspecto más significativo de las mediciones e/m de Thompson es que encontró un solo valor de esta magnitud. No dependía ni del material del cátodo, ni del gas residual presente en el tubo, ni de ningún otro aspecto del experimento. Esta independencia demostró que las partículas del haz, a las que ahora llamamos electrones, son un componente común de toda la materia. Por esta razón se atribuye a Thompson también encontró que la rapidez de los electrones en el haz era casi un decimo de la rapidez de la luz, mucho mayor que cualquier rapidez de una partícula material medida hasta entonces. El valor más preciso de e/m disponible al momento de escribirse esto es:

e/m= 1.758820174 (71) x1011 C/Kg

En esta expresión, indica la incertidumbre probable de los últimos dos dígitos, 74. Quince años después de los experimentos de Thompson, el físico estadounidense Robert Millikan consiguió medir la carga del electrón con precisión. Este valor más preciso disponible en la actualidad es m= 9.10938188 (72) x10-31 Kg

- Consultar las unidades para el campo magnético y su relación entre ellas (Tesla, Gauss, , Maxwell).[pic 10]

R:

El campo magnético se mide en Tesla (T) en honor a Nicola Tesla entonces:

1T=1(N/Am)=( Newton)/(Amperio)(metro)

Otra unidad del campo magnético de uso común es el gauss(G) equivalente a:

1G=T[pic 11]

La unidad SI de flujo magnético es igual a la unidad de campo magnético multiplicada por la unidad de área esta unidad se llama weber en honor a Wilhelm Weber

1Wb=1T.[pic 12]

Además,

1T=1N/A.m

Por esto:

1Wb=1T.=1(NM/A)[pic 13]

Bibliografía

- http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu Experimento de Thomson[en línea] > [ consulta 26 mayo de 2015]

- http://www.molphys.org Introducción al magnetismo [en línea] http://www.molphys.org/files/IntroduccionMagnetostaticaParcial03.pdf> [consulta 26 de mayo de 2015]