ejemplo del lab

A continuación se muestra los parámetros que se deben tener en cuenta para presentar el informe de laboratorio. PRIMERO: TITULO EJ: LABORATORIO Nº 1 DETERMINACIÓN DE LA RELACIÓN CARGA MASA DEL ELECTRÓN INTEGRANTES EJ: Ricardo Torres 20041135069 Yanira Bautista 20052135007 Ronald Rodríguez 20052135075 PROBLEMA A RESOLVER. EJ: EN ESTE CASO, LA IDEA ES QUE PLANTEEN EL PROBLEMA A PARTIR DE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS. PARA EL CASO EN EL QUE VARIARON LA MASA Y LA LONGITUD FUE CONSTANTE 1. Compara los resultados obtenidos para las diferentes masas. ¿Encuentras alguna variación significativa en el período al variar la masa del péndulo? 2. ¿Qué puedes concluir acerca de la dependencia del período de un péndulo con respecto a la masa? 3. ¿Encuentras alguna variación significativa en LA FRECUENCIA al variar la masa del péndulo? 4. ¿Qué puedes concluir acerca de la dependencia de LA FECUENCIA de un péndulo con respecto a la masa? PARA EL CASO EN EL QUE

VARIARON LA LONGITUD Y LA MASA FUE CONSTANTE 1. Compara los resultados obtenidos para las diferentes LONGITUDES. ¿Encuentras alguna variación significativa en el período al variar la LONGITUD del péndulo? 2. ¿Qué puedes concluir acerca de la dependencia del período de un péndulo con respecto a la LONGITUD? 3. Encuentras alguna variación

significativa en LA FRECUENCIA al variar la LONGITUD del péndulo? 4. ¿Qué puedes concluir acerca de la dependencia de LA FECUENCIA de un péndulo con respecto a la LONGITUD? EJ: PROBLEMA: Determinar la relación experimental entre la carga de un electrón y su masa.

INTRODUCCIÓN: SE CONTEXTUALIZA AL LECTOR ACERCA DE LO QUE ESTAMOS TRABAJANDO Y LO RELACIONAMOS CON ALGO DE HISTORIA.

EJ:

INTRODUCCIÓN: A mediados del siglo XIX un físico e inventor Alemán Carl Ferdinand Braun dio origen al primer tubo de rayos catódicos cuya aplicación principal designada por su inventor fue el osciloscopio y que en manos de Joseph Thompson significaría la modificación de la idea del átomo que se había aceptado hasta entonces.

Gran parte de los científicos de la época pensaron que la incandescencia producida en el tubo de rayos catódicos era un haz de partículas cargado ya que dicho haz se desviaba con facilidad al pasar un imán alrededor del tubo, siendo así, un campo eléctrico debería desviar igualmente el haz. Sin embargo al aplicar por primera vez el campo eléctrico no se obtuvo la esperada desviación, Thompson quien prestó interés a este problema supuso que la razón por la cual el haz no se desviaba en presencia de un campo eléctrico se debía a que el vacio en el tubo no estaba bien conseguido, así que trabajo en este problema y una vez obtuvo el vacio deseado el haz de luz era desviado por el campo eléctrico.

La desviación provocada por el campo eléctrico ocurría en la dirección de un potencial decreciente lo que llevo pensar a Thompson que el haz contenía partículas cargadas negativamente y fueron bautizadas electrones, este descubrimiento modifico la idea que Dalton había propuesto para el átomo y abrió puertas para encontrar la carga y la masa de esta nueva partícula.

Aunque Thompson estableció la división de el átomo no pudo determinar un valor preciso para la carga del electrón (dicho experimento fue desarrollado por Milikan) sin embargo pudo encontrar una relación entre la carga y la masa de la nueva partícula que había descubierto.

El experimento que llevaremos a cabo consiste en encontrar un valor determinado para la relación que estableció Thompson entre la carga y la masa de un electrón.

MARCO TEÓRICO: MENCIONAMOS Y DEFINIMOS LOS CONCEPTOS NECESARIOAS PARA LLEVAR A CABO EL LABORATORIO EJ: MARCO TEORICO: Efecto termoiónico: Al aplicar una diferencia de potencial a un filamento de Tungsteno, la superficie de dicho filamento empieza a aumentar su temperatura, de tal forma que los electrones ganan la suficiente energía cinética como para vencer las fuerzas producidas por el núcleo atómico, consecuentemente a esto, hay un desprendimiento de los electrones del material que forman una nube en la vecindad de la superficie del filamento, este efecto es conocido como efecto termoiónico. MATERIALES: REALIZAMOS UNA LISTA DE LOS MATERIALES QUE VAMOS A EMPLEAR EN LA PRACTICA EJ: Materiales Los materiales a utilizar en esta práctica son:

Dos fuentes

1 Multímetro

Tubo de rayos catódicos

Papel milimetrado

METODOLOGÍA: DESCRIBIMOS DETALLADAMENTE COMO OBTUVIMOS CADA UNO DE LOS DATOS Y QUE PROCEDIMIENTOS REALIZAMOS PARA DTERMINAR CADA UNA DE LAS VARIABLES QUE REUQIERE EL PROBLEMA PARA SU SOLUCIÓN. EJ: METODOLOGIA

A partir del montaje experimental, se aplica una diferencia de potencial de 6.3V (voltaje alterno) con el fin de incrementar la temperatura en el filamento (se encuentra dentro de un cilindro) para que expulse los electrones que se encuentran en su superficie debido al efecto termoiónico (figura nº1 a). Aplicando otra diferencia de potencial al cilindro, los electrones son enfocados en una región específica que permite que estos se trasladen hacia un pequeño orificio localizado en la cara opuesta del cilindro que contiene al filamento incandescente (figura nº 1 b). Cuando los electrones pasan por dicho orificio, éstos son acelerados por la acción de otra diferencia de potencial con el fin de observar el haz producido (figura nº1 c, d) Finalmente la acción del campo eléctrico producido por una diferencia de potencial, tendrá el fin de desviar los electrones de su trayectoria. Diferencia de potenciales a tener en cuenta:

a. 6.3V (Fuente V1) b. 0-12V(Potencial de foco V2) c. 0-50V(Campo) d. 0-300V(Potencial de

aceleración)

Figura1. (Esquema de un tubo de rayos catódicos)

Posteriormente el haz de electrones entra en el campo eléctrico que se encargara de provocar la desviación (la figura nº2 ilustra este paso), la distancia total que se desvía el rayo está dada por:

Figura2. (Esquema de un tubo de rayos catódicos)

(1)

Donde e y m son la carga y la masa del electrón respectivamente, a es la distancia en la que actúa el campo eléctrico, v es la velocidad en x de electrón (constante), L es la distancia que viaja el electrón en x antes de impactar en la pantalla, V es la diferencia de potencial aplicada entre las placas de largo a de la figura nº2, Y D es la separación entre las placas entre estas placas tal como lo indica la figura nº 2. Siendo

Donde u es la diferencia de potencial de aceleración.

Despejando la relación carga masa del electrón se obtiene:

(2)

DATOS: RESUMIMOS EN TABLAS LA INFORMACIÓN QUE OBTUVIMOS EN EL LABORATORIO. EN LAS TABLAS DEBEN IR TANTO LAS VARIABLES DEPENDIENTES COMO LAS INDEPENDIENTES. EJ: Datos Obtenidos: Tabla 1. Potencial aceleración 180V) V1(V) V2(V) V3(V) V4(V) V5(V) Y(cm)

6.3 15.44 0 180 12.3 0

6.3 15.40 10 180 12.3 0.9

6.3 14.34 20 180 12.3 2.0

6.3 14.54 30 180 12.3 3.1

6.3 16.96 40 180 12.3 4.0

Tabla 2. Potencial aceleración 210V

V1(V) V2(V) V3(V) V4(v) V5(V) Y(cm)

6.3 16.96 0 210 12.3 0

6.3 16.96 10 210 12.3 0.8

6.3 16.96 20 210 12.3 1.7

6.3 16.96 30 210 12.3 2.5

6.3 16.96 40 210 12.3 3.4

. Tabla 3. Potencial aceleración 240V

V1(v) V2(v) V3(E) V4(v) V5(V) Y(cm)

6.3 16.96 0 240 12.3 0

6.3 16.96 10 240 12.3 0.5

6.3 16.96 20 240 12.3 1.2

6.3 16.96 30 240 12.3 1.9

6.3 16.96 40 240 12.3 2.7

Tabla4. Potencial aceleración 270V

V1(v) V2(v) V3(E) V4(v) V5(V) Y(cm)

6.3 17.74 0 270 12.3 0

6.3 17.74 10 270 12.3 0.5

6.3 16.35 20 270 12.3 1.1

6.3 17.00 30 270 12.3 1.7

6.3 19.35 40 270 12.3 2.5

Tabla5. Potencial aceleración 300V

(Todos los valores en las tablas cuentan con un error instrumental brindado por el voltímetro de +/-0.01V para las diferencias de potencial V1,V2,V3,V4,V5 mientras que la distancia contiene un error

V1(v) V2(v) V3(E) V4(v) V5(V) Y(cm)

6.3 23.1 0 300 12.3 0

6.3 20.6 10 300 12.3 0,5

6.3 20.6 20 300 12.3 1,1

6.3 20.6 30 300 12.3 1,6

6.3 20.6 40 300 12.3 2,4

instrumental brindado por el papel milimetrado de +/- 1 mm ).

Cálculo en la relación carga-masa para los diferentes potenciales de aceleración: q/m (tabla 1)

( )C/Kg q/m (tabla 2)

( )C/Kg q/m (tabla 3)

( )C/Kg

0 0 0

2,511 2,603 1,860

2,79 2,765 2,233

2,88 2,711 2,357

2,79 2,765 2,512

q/m (tabla 4)

( )C/Kg q/m (tabla 5 )

( )C/Kg

0 0

2.088 2,387

2,296 2,638

2,366 2,558

2,610 2,877

GRÁFICAS: REPRESENTAMOS LOS DATOS OBTENIDO EN GRAFICAS PARA ASIMILAR DE UNA MANERA MÁS SENCILLA LA INFORMACIÓN, LAS GRÁFICAS DEBEN TENER NOMRE UY AL IGUAL QUE LAS TABLAS DEBEN IR NÚMERADAS. EJ: GRÁFICAS:

Gráfica nº1

Si le realizamos una regresión lineal tenemos:

(3)

Gráfica nº2


(4)

Gráfica nº3

0

1

2

3

4

5

0 20 40 60

altura vs potencial

( tablanº1)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 20 40 60

altura vs potencial ( tablanº2)


(5)

Gráfica nº4


(6)

Gráfica nº5


(7) Donde Y al igual que antes representa la distancia total desplazada y V es la diferencia de potencial de aceleración ANÁLISIS GRÁFICO: INTEPRETAMOS LA INFORMACIÓN QUE NOS BRINDAN LAS GRAFICAS Y LE PROPORCIONAMOS AL LECTOR UN ANÁLISI DE LAS MISMAS. EJ: Análisis gráfico: Es fácil apreciar que todas las graficas muestran un comportamiento lineal. Aplicando regresión lineal obtenemos la recta que mejor se ajusta a cada uno de los gráficos. De las ecuaciones (3-7) obtenidas mediante regresión lineal y comparando con la ecuación nº 2 tenemos

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 20 40 60


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 20 40 60


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 20 40 60


Donde Y/V es cada una de las pendientes de las ecuaciones (3-7) y el factor:

Es una constante proporcionada por los datos del fabricante y dependiente de la diferencia de potencial que se aplica entre las placas de largo a (figura nº2), (que consideramos constante para cada una de las medidas).

Así tenemos:

(8)

CONCLUSIONES: LAS CONCLUSIONES DEBEN RESPONDER AL PROBLEMA O LOS OBJETIVOS QUE SE PLANTEARON EN UN PRINCIPIO, PUEDO VALERME PARA ELLO DE LA INFORMACIÓN QUE ME PROPORCIONA EL ANÁLISIS GRÁFICO.

EJ:

CONCLUSIONES:

1. Podemos concluir directamente de la ecuación (8) que la relación carga-masa en nuestro experimento depende únicamente de la relación entre la desviación del haz de electrones y la diferencia de potencial de

aceleración multiplicada por la constante k (figura nº1 d).

2. Una conclusión inevitable a través de la observación es que el haz contiene partículas cargadas negativamente (electrones) descubrimiento que hizo a Thompson acreedor del novel.

3. La desviación del rayo de electrones será proporcional también a la desviación producida por el campo eléctrico en las placas de largo a (figura nº 2 ) dicha desviación se encuentra incluida en la constante k de la ecuación (8).

BIBLIOGRAFIA

UNIVERSIDAD DE LA SALLE Marco doctrinal http://unisalle.lasalle.edu.co/general/marco/index.htm (citado 4 de agosto del 2005).

Rojas Leonardo. Física aplicada: movimiento armonico simple. Ediciones paidos, 1993. 200p. nº4.

http://unisalle.lasalle.edu.co/general/marco/index.htm

http://unisalle.lasalle.edu.co/general/marco/index.htm

ejemplo del lab

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