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EXPERIMENTOS EN FÍSICA II
Deflexión Eléctrica
Espinosa Osorio Juan Camilo 0934496
Gómez Quintero Erika Johanna 0934743

DESCRIPCION PRÁCTICA
En cada laboratorio realizado, se debe conocer el funcionamiento de los instrumentos y como se trabajara con ellos, con qué objetivo; en este caso se querrá estudiar el movimiento de electrones bajo la acción de campos eléctricos uniformes.Observando el funcionamiento del tubo de rayos catódicos, primero se observan sus componentes que son: el cañón de electrones, la etapa de deflexión y el indicador de deflexión.
Del cañón de electrones sale un electrón de masa y de carga con una velocidad en el eje x, que se llamara , que se calculara a partir de la ley de conservación de la energía de acuerdo con la expresión:


Donde es elvoltaje acelerador en el cañón de electrones; es decir que la velocidad se adquiere por medio de .
Posteriormente el electrón entra a una región de campo eléctrico uniforme , este a su vez producido por dos placas paralelas con un voltaje , también es perpendicular a la velocidad , y este electrón experimenta una aceleración en el eje ‘y’ opuesta a la dirección del campo.
Ahora si la separación delas placas es y su longitud es la relación entre y es y el tiempo que tarda el electrón en recorrerlas horizontalmente esta dado por ; observando el comportamiento se ve que el electrón tiene un movimiento parabólico; así la velocidad en el eje ‘y’ al abandonar la región de las placas se obtiene por la segunda ley de Newton . Así pues:

Y la desviación vertical alcanzada por el electrón es:Ahora después de abandonar el campo eléctrico totalmente el electrón obtiene una trayectoria rectilínea hasta alcanzar una pantalla, que se encuentra a una distancia del extremo de las placas; ahora debido a la atracción del campo eléctrico el haz de electrones obtiene una deflexión de una distancia , con respecto al centro cuando , así el ángulo que el haz forma con la horizontal esta dadopor:
, y la distancia esta dada por:

Los datos anteriores pueden tener un mejor entendimiento observando la siguiente figura:

Figura.1. Diagrama de la deflexión del Haz de electrones

MATERIALES Y EQUIPO
Tubo de rayos catódicos TRC.
Fuente de poder para el TRC.
Fuente de poder para las placas deflectoras.
Cables de conexión.
Voltímetro DC.
Regla.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL YANÁLISIS DE DATOS
Para iniciar con el montaje, se tienen en cuenta varias características de cada uno de los voltajes que se medirán, los cuales son:
a) Filamento: Vfil=6.3 VAC, I ~ 0.5 A
b) Voltaje de grilla Vg: 0 → +12 V DC
c) Voltaje wehnelt V1: 0 → +50 V DC
d) Voltaje ánodo acelerador V2: 0 → +300 V DC
e) Voltaje de las placas deflectoras VD: -80 → 0 → +80 V
Con los datos de , y .Después de hacer las respectivas observaciones de los voltajes se hizo el siguiente montaje.

Figura 2. Esquema de conexión para el tubo de rayos catódicos.
Después de realizar el montaje, se dio paso a la toma de datos para el análisis de resultados.
Una vez que la fuente de alimentación del tubo de rayos catódicos se conecto, se escogió un voltaje acelerador , que hiciera que se proyectara el haz ala pantalla, luego se cuadro para enfocar el haz sobre la pantalla. El voltaje acelerador total estará dado entonces por ; posteriormente se movió el TRC hasta que el haz se encontró en el centro de la pantalla.
Tomando los datos anteriormente descritos se empezaría a variar el voltaje deflector tanto para valores negativos como positivos (invirtiendo la polaridad), para obtener los datos dela desviación correspondiente de la tabla 1, los cuales tendrán un comportamiento lineal, ya que son medidos a partir de los electrones que no están en medio del campo eléctrico.

Tabla 1. Datos para la desviación del haz con un Va
Vg (V)=
5.8
V₁ (V)=
35
V₂ (V)=
150
Va (V)=
190.8
D (m)
VD (V)
0
0
0.01
17.3
0.011
18.5
0.014
30.8
0.017
40.7
0.031
76.8
-0.01
-12.3
-0.011...