LABORATORIO SOBRE RELACION CARGA/MASA DEL ELECTRON

JULIAN ANDRÉS AVILA SÁNCHEZ88080971588

JAIRO ALONSO CASTRILLON1094880045

ALEXANDER FLOREZ QUINTERO89494

ELECTROMAGNETISMO

UNIQUINDIOARMENIA (QUINDIO)

2007

OBJETIVOS:

Observar y analizar el efecto de los campos electromagnéticos en partículas cargadas en movimiento.

Medir experimentalmente la relación existente entre la carga y la masa de un electrón.

MATERIALES:

Equipo para e/m con accesorios.

PLANTEAMIENTO DE LA SOLUCION:

Se consiguió en el laboratorio los materiales referentes para hacer la medición, y se hizo el debido montaje de estos.

A continuación se encendió la fuente de voltaje y se calentó el filamento a 6.3V hasta que este se iluminara y se ajusto el potencial para que el haz de luz estuviera bien definido.

Después encendimos la fuente de corriente conectada a las espiras de Helmholtz y con un reóstato el cual variamos hasta lograr una corriente de 1A, después de esto la dejamos constante y se vario el potencial, así se obtuvo la siguiente tabla:

VOLTAJE(V) RADIO(cm)262 3.1306 3.5395 4

Por facilidad para observar bien el haz de luz, se fijo el voltaje luego a 306V y se varió la corriente a partir de la ya habida, así se obtuvo la siguiente tabla:

CORRIENTE(A) RADIO(cm)0.7 50.8 4.50.9 3.5

Luego giramos el tubo lentamente para observar la nueva trayectoria de los electrones cuando su velocidad no es perpendicular al campo aplicado y se observo que los electrones crean unas espiras, debido a que el campo realiza una fuerza sobre estos desviando su trayectoria.

Además de esto, se suspendió el flujo de corriente a través de las bobinas y así poder colocar un imán permanente y se observo que el haz de luz deja de ser recto y comienza a tomar una trayectoria curva dependiendo de donde se coloque el imán, así nos damos cuenta que el imán hace las veces de bobina energizada para este caso.

Para hallar la expresión para la velocidad en términos de e y m usamos la formula

Fm = qV x B= -eVo i x Bo k

= eVoBo j = fuerza centrípeta =

Por lo tanto:

Donde

Vo = velocidad cte.Bo = campo magnético cte.r = radio del circulo.

Tenemos por conservación de la energía que:

Donde m = masa

v = velocidade = carga del electrónV = potencial en el tubo de rayos catódicos

Despejando v tenemos que:

Y por ley de Biot-Savat

Ahora reemplazamos v y en la ecuación de y simplificando tenemos,

Donde,

= carga del electrón

= masa del electrónV= diferencia de potenial en el rayo de tubos catodicosa= radio de las espiras de la bobina de helmholts

= permeabilidad del vacioI= corriente aplicada a las bobinasN= numero de espiras en las bobinas de helmholts

TABLA DE DATOS:

I(Amperio) V(voltio) R(metros) e/m0.7 306 5 x10 2.52 x100.8 306 4.5 x10 2.41x100.9 306 3.5 x10 3.17 x101 262 3.1 x10 2.79 x101 306 3.5 x10 3.17 x101 395 4 x10 2.56x10

DATO TEORICO:

e/m = 1.75 x10

DESVIACIONES CON RESPECTO AL DATO TEORICO:

Como podemos observar en la tabla, la relación e/m que nos dio es un poco desviada de la teórica por varias causas, entre las cuales se encuentra la

permeabilidad magnética de el hidrogeno a una presión de x10 milímetros de mercurio, es diferente a la del vacío.

La falla en el radio de la bobina, ya que no es exacto.

CONCLUSIONES

Cuando el tubo de rayos catódicos es sometido a el campo magnético de las bobinas el haz de luz generado por este dibuja una circunferencia.

Observamos que cuando variábamos la corriente en las bobinas con un voltaje constante, la circunferencia creada por campo magnético en el tubo de rayos catódicos iba cambiando su diámetro.

Observamos que cuando variábamos el voltaje en el tubo de rayos catódicos con una corriente constante, la circunferencia creada por campo magnético en el tubo de rayos catódicos iba cambiando su diámetro.

Cuando rotábamos el tubo de rayos catódicos con el campo activo observamos que el haz de luz dibujaba una espira.

Cuando el tubo de rayos catódicos no era sometido a el campo magnético de las bobinas, y en cambio se usaba un imán el haz de luz cambia su trayectoria de acuerdo a la polaridad del imán.