Deflexión Eléctrica

Universidad del Valle
Escuela de Ingeniería Civil y Geomática
Daniela Gómez. 1126040
Diego F. Romero G. 0749831
Jonnathan Céspedes. 0746483
DEFLEXION ELÉCTRICA DE ELECTRONES
GRUPO N. 6

1. RESUMEN
En este laboratorio se experimentó la influencia de un campo eléctrico y campo
magnético sobre la trayectoria de un electrón. Disponíamos de un tubo de rayos
catódicos mediante el cualveíamos como al someter un rayo de electrones a un campo
eléctrico generado por dos placas este sufría una desviación proporcional al voltaje
generado entre las placas. Observando este comportamiento pudimos recoger datos de
desviación sobre la pantalla TRC para cada voltaje. Con estos datos pudimos observar
como es la relación entre voltaje deflector eléctrico VD y voltaje deflector magnético paraun voltaje acelerador.

2. OBJETIVOS
 Estudiar el movimiento de electrones bajo la acción de campos eléctricos
uniformes.
 Conocer el principio de funcionamiento del tubo de rayos catódicos TRC.
 Determinar la relación carga masa.
3. MODELO TEORICO
3.1. Principio de funcionamiento de un tubo de rayos catódicos TRC
Un tubo de rayos catódicos (TRC) conocido como Tubo de Braun (Phywe),(fig. .2).
3
Esencialmente consta de tres partes o etapas:
1. El Cañón de Electrones: cátodo, ánodo enfocador y ánodo acelerador. Esta
etapa consta de un filamento que al calentarse emite electrones por un proceso
físico conocido como termoemisión. Los electrones emitidos son acelerados en la
dirección del eje principal del TRC (que llamaremos eje x), por ánodos con
simetría cilíndrica queestán a un potencial positivo con respecto al filamento, ó
cátodo. Cuando los electrones pasan a través de los agujeros se coliman
formando un haz, mientras sufren una o dos aceleraciones sucesivas. Al salir del
ánodo acelerador, cada electrón del haz lleva una velocidad x v que conserva (si

despreciamos choques inelásticos con las moléculas del gas residual) hasta
llegar a la pantalla.Figura 1. Representación esquemática de tubo de rayos catódicos

2. La Etapa de Deflexión: consiste en un par de placas metálicas plano-paralelas,
sometidas a una diferencia de potencial VD que varía entre 0 y 80 V. El haz de
electrones incide siempre perpendicularmente al campo eléctrico entre placas, de tal
manera que actúa sobre el haz una fuerza transversal a la dirección de sumovimiento desviándolos de su trayectoria. La desviación del haz es vertical si las
placas están colocadas horizontalmente. Como se puede ver en el numeral 2.1
(Modelo Teórico) la deflexión puede controlarse a voluntad variando el voltaje D V
entre las placas.
3.
El indicador de deflexión del haz: es una pantalla circular recubierta por
unmaterial fosforescente que produce luminiscencia cuando loselectrones rápidos
chocan contra ella. Sobre la pantalla se mide la deflexión D del haz desde su
posición de no desviación. Todo el conjunto compuesto por cañón de electrones,
placas deflectoras, y pantalla se encierra en una ampolla de vidrio al vacío (o con gas
noble llamado gas residual, a muy baja presión).
3.2.
Deflexión de un haz de electrones bajo la acción de un campo eléctrico.
Unelectrón de masa m y carga e abandona un cañón de electrones con una
velocidad Vxque puede calcularse a partir de la ley de conservación de la energía de
acuerdo con la expresión:
1
2

mVx2 = eVa
Vx2 =

2𝑒𝑉𝑎
𝑚

(1)
(2)

Donde Va es el voltaje acelerador en el cañón de electrones, x v es la velocidad de los
electrones en la dirección x , adquirida bajo la acción del potencialacelerador Va .
Cuando el electrón con velocidad x v entra a una región de un campo eléctrico
uniforme y E perpendicular a la dirección de su velocidad, experimenta una
aceleración en la dirección opuesta a la dirección del campo eléctrico. Este campo
eléctrico uniforme es creado por dos placas conductoras plano paralelas entre las
cuales hay una diferencia de potencial VD ; si la separación entre...