LABORATORIO DE FÍSICA

LABORATORIO DE FÍSICA
Peula, J.M., Alados, I., Liger, E., Vargas, J.M. (2014) Fundamentos Físicos de la Informática. OCW‐Universidad de Málaga. http://ocw.uma.es. Bajo licencia Creative Commons Attribution‐Non‐Comercial‐ShareAlike 3.0 Bajo licencia Creative Commons Attribution‐Non‐Comercial‐ShareAlike 3.0 LABORATORIO DE FÍSICA
OBJETIVO DE LA PRÁCTICA
Analizar el comportamiento de un haz de electrones sometido a campos eléctricos y magnéticos. Cálculo
experimental de la relación carga/masa del electrón. Análisis de un selector de velocidades.
MATERIAL
Condensador
Bobinas
Teslámetro
Fuentes de alta
tensión
Fuente de c.c.
Amperímetro
Tubo Thomson
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LABORATORIO DE FÍSICA
FUNDAMENTO TEÓRICO
Fuerza electromagnética sobre el haz de electrones. Fuerza de Lorentz.


FE  qE
Fuerza de Lorentz:
Fuerza sobre una carga moviéndose
en el interior de un campo magnético
y de un campo eléctrico


 
FB  q v  B



 
F  q E  q vB

X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
+
X
+
X
+
X X X
X
X
+
+
+
+
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X

X
Selector de velocidades
• Campos cruzados (perpendiculares
entre si).
• Velocidad de la partícula
perpendicular a los campos.
• La carga puede atravesar la zona
sin desviarse.
Fm
+q
Fe
-
X
-
-
X
X
X
X
X
X
B
X
X
X
X
X
X
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LABORATORIO DE FÍSICA
MÉTODO EXPERIMENTAL. Relación carga-masa del electrón
Haz de electrones en el seno de un campo magnético
Una corriente continua circula por las bobinas:
N
320
• Se origina un campo magnético que puede
ser medido experimentalmente o calculado
de forma teórica.
2
r (cm)
6.8
a (cm)
3.4

μ0
B=N
2
Ir
3
2 2
(r 2 + a )

j

 
Btotal  B1  B2
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MÉTODO EXPERIMENTAL. Relación carga-masa del electrón
Cálculo del radio de curvatura (R)
x2  y2
y
2R
y
2,0
1,8
x
y = f (x2+y2) (cm)
1,6
R
1,4
1,2
1/2R
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
R  x  R  y 
2
2
2
10
20
30
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2
2
50
2
(x +y ) (cm )
60
70
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RESULTADOS EXPERIMENTALES. Relación carga-masa del electrón
Comprobación experimental de la relación carga/masa del electrón
U  EC
e
v2

m 2 V  V 
mv
R
eB
e
v  RB
m
Sustituir en la expresión los valores de la
diferencia de potencial que crea el haz de
electrones, (V-V´), el campo magnético de las
bobinas, Btotal , y el radio de curvatura, R, y
calcular la relación carga-masa del electrón y su
correspondiente incertidumbre, comparando con
el valor conocido.
e 2 V  V '

2
m
B R 
Magnitud Valor + Incertidumbre
(V-V`)
Btotal
R
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METODO EXPERIMENTAL. Selector de velocidades
Campo Eléctrico
• Conocido
el
campo
magnético y la velocidad de
los electrones, se puede
calcular el campo eléctrico
necesario para que el haz no
se desvíe.
Campo magnético
Haz sin desviar
E vB
(V - V )C
E
d
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