Guitarra

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA METROPOLITANA
DEPARTAMENTO DE FISICA
LABORATORIO DE FISICA MODERNA

RELACION e/m

-INTEGRANTES: Tamara Muñoz
Eduardo Baeza

-PROFESORA: Myriam Morales Ríos.

-FECHA ENTREGA: 12 de septiembre 2012

-SECCION: 13

Objetivo.

Calcular la relación entre la carga e y la masa m del electrón (e/me).

Marco teórico.

En1895 Jean Perrin descubrió que los rayos catódicos eran partículas cargadas negativamente, ante lo cual, Joseph John Thomson se planteo la interrogante de saber si todos eran iguales, partiendo de la base que era necesario medir la carga de las partículas y también su masa. De sus resultados experimentales logro, dos años después, determinar la velocidad de los rayos y medir la relación entre sucarga y su masa.
En este nivel usted debe saber que si e es la carga de un cuerpo situado en un campo eléctrico de Intensidad ɛ, la fuerza ejercida sobre el cuerpo está dada por:

Cuando una partícula cargada, como un electrón, penetra en un campo eléctrico uniforme entre dos placas cargadas, esa fuerza actúa paralelamente a las líneas de fuerza en todos los puntos y en sentido tal que loselectrones describen una trayectoria parabólica similar a la que sigue un proyectil en el campo gravitatorio de la tierra.
Por otro lado, si e es la carga de una partícula que se mueve a través de un campo magnético con una velocidad V, la fuerza que actúa sobre ella viene dada por:

Si la partícula cargada moviéndose a través de un campo magnético uniforme, experimenta una fuerza sobre ella queactúa en ángulo recto respecto a la dirección de su movimiento haciéndola describir un arco de circunferencia de radio r, la fuerza es de naturaleza centrípeta, es decir

Por lo tanto, a partir de la cual es posible llegar a la expresión que permitiría encontrar la magnitud de la relación e/m

La velocidad, la magnitud del campo magnético y el radio serán variables necesarias de conocer para elcálculo de la razón buscada.
Cuando un haz de electrones es acelerado a través de un potencial V, se puede afirmar que

De la cual es posible determinar la velocidad del haz de electrones. El radio será medido de acuerdo a como varié el potencial acelerador y las corrientes en las bobinas y la intensidad del campo magnético puede ser calculada considerando las constantes sugeridas en el manualdel equipo para determinar la razón e/m.



Desarrollo experimental
Materiales:
1.- 1 Aparato e/m SE - 9638
2.- 1 Fuente de voltaje 0 – 500 V de cc
3.- 1 Fuente de voltaje 0 – 6 V de cc
4.- 3 Multimetros digitales
5.- 3 Pares de cables

Las siguientes tablas muestran los datos medidos experimentalmente
Cuando la corriente es constante
Corriente I (A) | voltaje acelerador V(volt) | Radio (cm) |
1.86 | 252 | 4.1 |
1.86 | 283 | 4.3 |
1.86 | 302 | 4.5 |
1.86 | 318 | 4.9 |

Relación funcional del grafico
V (volt) = 78.714 r (cm) + (-61529)

Cuando el voltaje es constante
Corriente I (A) | Voltaje acelerador V (volt) | Radio (cm) |
1.81 | 258 | 4.6 |
1.7 | 258 | 5 |
1.6 | 258 | 5.5 |
1.5 | 258 | 5.8 |

Relación funcional del gráfico
I (A) =-0.24926 r(cm) + 2.9549
Para calcular el valor de B (campo magnético) se aplico lo siguiente
B=μIN5432a

µ : 4π*10-7
I: corriente
N: numero de espiras (130 en nuestro caso)
a: radio de bobinas (15cm)
Entonces según orden de la tabla

B=4π*10-7*1.86*13054320.15 = 2.07 *10-3 (wbm2)
B=4π*10-7*1.86*13054320.15 = 2.07 *10-3 (wbm2)
B=4π*10-7*1.86*13054320.15 = 2.07 *10-3 (wbm2)B=4π*10-7*1.86*13054320.15 = 2.07 *10-3 (wbm2)
B=4π*10-7*1.81*13054320.15 = 2.02*10-3 (wbm2)
B=4π*10-7*1.7*13054320.15 = 1.81 *10-3 (wbm2)
B=4π*10-7*1.6*13054320.15 = 1.78 *10-3 (wbm2)
B=4π*10-7*1.5*13054320.15 = 1.67 *10-3 (wbm2)
Para calcular el valor de v (rapidez del electrón)
v= √(2eVm)
e: carga del electrón (1.6*10-19)
m : masa del electrón (9.11*10-31 )
V : voltaje del acelerador

v=...