Deflexion electrica de electrones.

DEFLEXION ELECTRICA DE ELCTRONES.

ABSTRACT.
La deflexión eléctrica de un haz de electrones, se da debido a la acción de atracción de las cargas positivas cuando estas se aplican perpendicular a su trayectoria, este fenómeno es analizable a través de la aplicación de un tubo de rayos catódicos (TRC) el cual nos permite el estudio del movimiento de los electrones bajo la acción de camposeléctricos uniformes, los Principios que rigen el funcionamiento del tubo de razón catódicos, nos dan la base para el análisis de este importante fenómeno.
INTRODUCCION.
El modelo experimental del tubo de rayos catódicos, fue desarrollado con el objetivo de poder visualizar la acción de un haz de electrones a través de un pantalla de acción instantánea, que permita observar la deflexión de estehaz, cuando en su trayectoria incide una atracción eléctrica, fue creado en 1875 por William Crookes, los parámetros que rigen su funcionamiento permiten variar parámetros como la intensidad del haz, su deflexión, y su nitidez (FOCUS).
Su estudio, se basa en las leyes que rigen el movimiento de cargas, las cuales son atraídas por cargas de signo opuesto, y repelidas por la acción de cargas delmismo signo, su atracción es acelerada y es determinada por la distancia de separación entre cargas o flujo de cargas.
Su estudio comienza con la definición de estos principios básicos, y con la presentación fundamental del funcionamiento del TRC (Tubo de Rayos Catódicos).
MONTAJE TEORICO-EXPERIMENTAL.
e
Ey
Vx
VD
s
L
y’
D
Vy(t)
Vx(t)
θ
Pantalla.
d
y
Figura 1: Diagrama de deflexióneléctrica de un haz de electrones que incide con velocidad Vx a una región donde existe un campo eléctrico uniforme vertical.

El funcionamiento básico del tubo de rayos catódicos se muestra a continuación, a través de la Fig. 1.

La deflexión se da por la acción del campo eléctrico generado por la diferencia de potencial de ambas placas, el haz describe una trayectoria parabólica, mientras seencuentra bajo la acción del campo eléctrico, el cual deflacta su trayectoria, mientras este transita por el campo, luego que sale de este su trayectoria es recta, hasta que choca con la pantalla, la cual muestra la acción del haz.
Ec. 1.
La velocidad con que abandona el electrón, el cañón de electrones, se encuentra bajo la aplicación de la ley de la conservación de la Energía.
12mVx2=eVaVx2=2eVam
Ec. 2.
Siendo Va el voltaje acelerador en el cañón de electrones, Vx es la velocidad de los electrones en la dirección x, adquirida bajo la acción del potencial acelerador Va, según un análisis geométrico y de cálculo del campo eléctrico, se puede encontrar, que la velocidad en y, aplicada al electrón en la acción del campo eléctrico, es según la siguiente expresión:
Vy=Fymt=eEymsVxVy=eVDmdsVx
Ec. 3.
Y la desviación vertical y alcanzada por el electrón al abandonar la región de campo está dada por la expresión:
y=Vy22ay=eVD2mds2Vx2
Ec. 4.
El ángulo θ que el haz forma con la horizontal (ver Fig. 1) está dado por la expresión:
tanθ=y'L=vyvx=eVDsmdvx2
Ec. 5.
.
La desviación neta D estará expresada según la geometría del TRC (distancia entre placas d, ancho de placas sy distancia placa pantalla L).
D=sLVD2dVas2L+1
La ecuación 5, fue la base para todo el desarrollo experimental que se realizo en el Laboratorio.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
Inicialmente se tuvo a disposición para el desarrollo del experimento, un tubo de rayos Catódicos TRC, conectado a una fuente de poder la cual genera el haz de electrones, las placas deflectores se encuentran conectadasa una fuente de voltaje aparte, por medio de cables de conexión, se debe definir un voltaje acelerador dada por la fuente de poder del haz de electrones, y se procede a tomar valores de pares de datos de VD (voltaje deflector) y de la desviación D con respecto a un valor inicial que se fija al para la posición y para un mismo voltaje Acelerador Va, se toman 8 pares de datos por cada Voltaje...