Lab De Deflexion Electrica

Laboratorio deflexión eléctrica de electrones

Objetivos: estudiar el movimiento de electrones bajo la acción de campos eléctricos uniformes.
Conocer el principio de funcionamiento del tubo de rayos catódicos TRC

Resumen: la deflexión eléctrica de un haz de electrones, se da debido a la atracción de las cargas positivas cuando estas se aplican perpendicular a su trayectoria, estefenómeno 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 campos eléctricos uniformes, los principios que rigen el tubo de razón catódicos, nos da la base para el análisis de este importante fenómeno.

Introducción: El modelo experimental del tubo de rayos catódicos, fue desarrollado con elobjetivo de poder visualizar la acción de un haz de electrones a través de un pantalla de acción instantánea, que permita observar la deflexión de este haz, 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 del mismo 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).

Modelo teórico-experimental: 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 se encuentra 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 quechoca con la pantalla, la cual muestra la acción del haz, la velocidad con que abandona el electrón, el cañón de electrones, se encuentra bajo la ley de la conservación de la energía
12mvx2=eVa
vx2=2evam
Donde Va es el voltaje acelerador en el cañón de electrones, vx es la dirección de los electrones en la dirección x, adquirida bajo la acción del potencial acelerador Va, según un análisisgeométrico y de cálculo de campo eléctrico, se puede encontrar que la velocidad en y aplicada al electrón e la acción del campo eléctrico, según la siguiente expresión:

vy=Fymt=eEymsvx
vy=eVDmdsvx
Y la desviación vertical y alcanzada por el electrón al abandonar la región de campo está dada por la expresión

y=vy22ay=eVD2mds2vx2
El ángulo θ que el haz forma con la horizontal, estadado por la expresión
tanθ=y´L=vyvx=eVDsmdvx2
Y la desviación neta D estará expresada según la geometría de TRC (distancia entre placas d, ancho de placas s y distancia placa pantalla L):
D=sLVD2dVAs2l+1
Esta ecuación anterior es la base para todo el desarrollo experimental que se realizo en el laboratorio

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
Inicialmente se tuvo a disposición para eldesarrollo 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 conectadas a 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 dela desviación D con respecto a un valor inicial que se fija para la posición y   para un mismo voltaje Acelerador Va, se toman 13 pares de datos por cada Voltaje Acelerador (Va,Va´,) los cuales difieren entre sí en aproximadamente 100V, los datos obtenidos se muestran en la tabla 1 y la tabla 2, la longitud de las placas s, la distancia y separación de las placas d y la distancia L entre las...