Medida de la relaci n carga masa

4/5/2015

Medida de la relación carga/masa

Medida de la relación carga/masa
Electromagnetismo
Movimiento de las
partículas  cargadas 
Fuerzas sobre las 
cargas

Medida de la velocidad del haz de electrones
Medida de la relación carga/masa
 Actividades

Atomo de Bohr

 

El osciloscopio
Separación de
semillas

En este programa, se ha tratado de reproducir las características esencialesdel experimento real llevado a cabo por Thomson a finales del siglo XIX.
El objetivo del experimento era describir la naturaleza corpuscular de los
denominados rayos catódicos.

Motor iónico

El experimento constaba de dos fases

Acelerador lineal

1.  La determinación de la velocidad del haz de electrones mediante un
campo eléctrico y otro magnético perpendiculares entre sí y a ladirección del haz. Se ajusta la magnitud de los campos hasta
conseguir que el haz no se desvíe.

Medida de la relación
  carga/masa
Medida de la unidad
fundamental de carga

2.  Una vez conocida la velocidad de los electrones, se procede a la
determinación de la relación carga/masa, midiendo la desviación del
haz bajo la acción del campo eléctrico existente entre las placas del
condensador.

El espectrómetrode masas
El ciclotrón

 

Campos eléctrico y
magnético cruzados

Medida de la velocidad del haz de electrones
El selector de velocidades es una región en la que existen un campo
eléctrico y un campo magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de
la velocidad de los electrones. En esta región, los electrones de una
determinada velocidad no se desvían, si se ajusta convenientemente, laintensidad de los campos eléctrico y magnético.
El campo eléctrico ejerce una fuerza en la dirección del campo pero
en sentido contrario, ya que la carga es negativa. El módulo de la
fuerza es Fe=q∙E
El campo magnético ejerce una fuerza cuya dirección y sentido
vienen dados por el producto vectorial Fm=q·vB cuyo módulo es
Fm=q∙v∙B. De nuevo, por ser negativa la carga, el sentido de lafuerza es contrario al del producto vectorial vB.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/thomson/Thomson.html

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Medida de la relación carga/masa

Los electrones no se desvían, si ambas fuerzas son iguales y de sentido
contrario.

Por tanto, atravesarán el selector de velocidades sin desviarse, aquellos
electrones cuya velocidad v sea igual cociente E/B.
 Medida de la relación carga/masa
La trayectoria seguida por el haz de electrones entre las placas del
condensador, la hemos estudiado ya en la página dedicada al estudio del
osciloscopio. Volveremos a repetir las ecuaciones del movimiento.
Movimiento entre las placas del condensador
Cuando eliminamos el campo magnético, el electrón se mueve bajo la
acción de la fuerza eléctrica F=qE constante en la región del condensadorperpendicular a la dirección inicial de su velocidad. Utilizamos las
ecuaciones del movimiento curvilíneo bajo aceleración constante

Si L es la longitud del condensador, la desviación vertical y de la partícula
al salir de sus placas será

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/thomson/Thomson.html

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Medida de la relación carga/masaMovimiento fuera de las placas del condensador
Una vez que el electrón ha salido de las placas del condensador, sigue un
movimiento rectilíneo uniforme, hasta que llega a la pantalla. La
desviación total del haz en la pantalla situada a una distancia D del
condensador es

Donde vy y vx son las componentes del vector velocidad en el instante en
el que el electrón abandona la región situada entre las placas del
condensador x=L.
 

ActividadesEl programa interactivo genera un número aleatorio que representa la
velocidad v0 del haz de electrones.
Medida de la velocidad del haz de electrones
Se introduce
la intensidad del campo eléctrico (se multiplica por 10000), en el
control de edición titulado Campo eléctrico
la intensidad del campo magnético (en gauss=10­4 T), en el control
de edición titulado Campo magnético...