electronica

MOVIMIENTO DE ELECTRONES EN UN CAMPO MAGNETICO

1. OBJETIVOS
1.1. Objetivo General:
* comprobar el efecto de el campo magnético sobre la trayectoria de los electrones.
1.2. Objetivo Específico:
* verificar la relación de la inducción magnetica con la velocidad si se mantiene constante el diámetro de la tryectoria
2. MARCO TEÓRICO:
Una partícula que se mueve en un campo magnéticoexperimenta una fuerza dada por el producto vectorial . El resultado de un producto vectorial es un vector de
módulo igual al producto de los módulos por el seno del ángulo comprendido qvBsen()
dirección perpendicular al plano formado por los vectores velocidad y campo.
y el sentido se obtiene por la denominada regla del sacacorchos. Si la carga es positiva el sentido es el del productovectorial , como en la








Si la carga es negativa el sentido de la fuerza es contrario al del producto vectorial .
Dicha partícula en un campo magnético uniforme y perpendicular a la dirección de la velocidad describe órbita circular ya que la fuerza y la velocidad son mutuamente perpendiculares. El radio de dicha órbita puede obtenerse a partir de la aplicación de la ecuación de ladinámica del movimiento circular uniforme: fuerza igual a masa por aceleración normal.








Vamos a estudiar tres situaciones en las que una partícula cargada positiva o negativa se mueve en una región donde existe un campo eléctrico, en un campo magnético, o en un campo eléctrico y magnéticos cruzados (perpendiculares entre sí).
1. El descubrimiento del electrón consta a su vez de dosexperiencias
La medida de la relación carga/masa del electrón efectuada por Thomson
La medida de la cantidad fundamental de carga efectuada por Millikan
2. La separación de isótopos de un determinado elemento mediante un espectrómetro de masas.
3. La aceleración de iones mediante un ciclotrón.
Sea una bobina con N espiras tal que por cada una de ellas circula una corriente I. El campo magnéticocreado por un elemento de longitud de corriente de una espira en un punto de observación viene dado por:
          (14)
siendo  un vector desde el punto de observación hasta el elemento  de la espira. A lo largo del eje de la espira, que consideraremos como eje Z, la suma de los campos  y  (  y  en general) creados por dos elementos diagonalmente opuestos  y  (  y  en general), sólo tienecomponente z:



          (15)


con dB1z , por ejemplo, dado por
          (16)
siendo R el radio de la espira.
Ya que sobre el eje de la espira se cumple que  el módulo del campo magnético creado por cualquier elemento de corriente de la espira en el punto de observación es
          (17)
Integrando para todos los puntos obtenemos:
          (18)
Finalmente, utilizando  , el módulo delcampo creado por una espira a lo largo del eje Z vale:
          (19)
Para una bobina se ha de multiplicar por el número de espiras N por el campo creado por cada una de ellas resultando:
          (20)
Campo creado por dos bobinas-.

   El campo magnético creado por dos bobinas (ambas con N espiras) separadas una distancia a lo largo del eje de las mismas y con corrientes circulando en elsentido que indica la figura es, a partir de (20) :
          (21)
Se puede estudiar cómo varía el campo a lo largo del eje Z para diferentes valores de la separación, a, entre las bobinas. Para valores típicos de I y R en el par de bobinas de Helmholtz:

Se observa que si a = R, el campo es uniforme en el eje de las bobinas en un intervalo de valores de z:
[-80mm, 80mm]. De hecho ésta es lapeculiaridad de las bobinas de Helmholtz. Su valor es:
          (22)

3. MARCO CONCEPTUAL
Una espira circular
Dos espiras, esta disposición simula las denominadas bobinas de Helmholtz, utilizadas en el laboratorio para producir campos magnéticos aproximadamente uniformes en la región entre las dos bobinas.
Muchas espiras iguales y equidistantes, que simula el solenoide.

4. MATERIALES Y...