Tubo de raios catódicos

Tubo de raios catódicos
Experimento cadastrado por Lucas Assis em 16/04/2010
Classificação
•••••
(baseado em 2 avaliações)
Total de exibições: 3995 (até 15/05/2013)
Palavras-chave: magnetismo, eletromagnetismo, regra da mão
direita, força magnética, Física
Onde encontrar o material?
em laboratórios e lojas especializadas
Quanto custa o material?
acima de 25 reais
Tempo de apresentação
até 30 minutos
Dificuldade
avançado
Segurança
requer cuidados especiais
Introdução
Ilustre a influência do campo magnético sobre cargas elétricas em movimento deslocando a imagem obtida na tela fluorescente
de um aparelho que opera com tubo de raios catódicos.
Materiais necessários
Aparelho com tubo de raios catódicos (osciloscópio, monitor monocromático...);
Ímã permanente (pode ser retirado de um HD danificado)
Material utilizado.
Ímã retirado de HD.
Passo 1
O tubo de raios catódicos
Raios catódicos são feixes de elétrons acelerados, ou seja, partículas com cargas elétricas negativas movendo-se a
velocidades altas. O “tubo de imagem” contido em TVs e monitores é um exemplo de tubo de raios catódicos. Nele, elétrons
são acelerados em direção à tela fosforescente e sua energia é emitida em forma de luz após a desaceleração desses elétrons
no choque com a tela.
Adaptamos o monitor, retirando sua bobina, com isso, ligando o aparelho pode-se ver o ponto formado no centro da tela. Esse
ponto indica o local em que o feixe está incidindo.
© 2013 pontociência / www.pontociencia.org.br
1
Tubo de raios catódicos
Monitor monocromático ligado, sem sinal.
Uma adaptação foi feita no monitor para que o tubo de imagem ficasse
acessível.
Passo 2
Desviando o feixe
Aproxime o ímã do ponto de luz observado na tela e veja o que acontece. A partir do observado, tente identificar os pólos norte
e sul do ímã. Inverta também o ímã e veja como o feixe se comporta.
Caso possua o monitor adaptado com aceso ao tubo de imagem, aproxime o ímã a essa região. Com isso, você conseguirá
desviar mais o feixe.
Veja também o nosso vídeo abaixo.
Aproximando o ímã do ponto de luz na tela.
Feixe desviado pela aproximação do ímã ao tubo
de imagem.
Aproximando o ímã ao tubo de imagem.
Clique para assistir ao vídeo
http://www.youtube.com/watch?v=pNg-R7k3Kh0
Passo 3
O que acontece
© 2013 pontociência / www.pontociencia.org.br
2
Tubo de raios catódicos
Como já comentado no Passo 1, o tubo de imagem consiste de um tubo de vidro em que elétrons são acelerados em seu
interior. Partículas eletricamente carregadas movimentando-se em uma região contendo campo magnético sofrem força
magnética (desde que não estejam movimentando-se paralelamente às linhas de campo). A direção da força pode ser prevista
aplicando-se a regra da mão direita (ver em para saber mais).
Dessa forma, quando aproximamos o ímã do feixe de elétrons, eles são desviados pela força magnética que passa a atuar
sobre esses elétrons em uma direção que depende da direção em que se orientou o ímã e, consequentemente, seu campo
magnético. Invertendo-se os pólos do ímã, inverte-se a direção do desvio do feixe, já que a inversão da orientação do campo
magnético provoca inversão na orientação da força magnética.
Passo 4
Para saber mais
O tubo de imagens
Esse dispositivo é formado por um tubo de vidro em que no seu interior foi feito vácuo. Lá dentro, elétrons são acelerados de
um filamento aquecido e colidem com a tela situada na outra extremidade do tubo, revestida de material fluorescente que
reemite, em forma de luz visível, a energia dissipada na brusca desaceleração do feixe.
Nos aparelhos com tubo de imagem, a imagem na tela é formada pelo desvio constante do feixe de elétrons. Bobinas
posicionadas ao redor do tubo geram campos magnéticos com direções e intensidades específicas para que o feixe seja
desviado para uma direção específica da tela e também de forma a controlar a velocidade com que esses feixes atingem a
tela, variando-se a intensidade do brilho do ponto de luz emitido. O aparelho varia constantemente esses campos de forma que
o feixe seja desviado varrendo toda a tela rapidamente de tal forma que, devido à persistência da visão, vemos uma única
imagem, como se todos os pontos estivessem sendo atingidos ao mesmo tempo.
A foto abaixo mostra o dispositivo com as bobinas que foi retirado do nosso monitor adaptado.
A regra da mão direita para produtos vetoriais
A força magnética que aparece sobre partículas eletricamente carregadas que se movimentam em uma região em que há
campo magnético é o resultado de um produto vetorial entre a velocidade da carga e o campo magnético multiplicado pela
carga da partícula. O vetor resultante de um produto entre outros dois vetores aparece em um plano que é perpendicular a
ambos os fatores.
Quando os fatores são perpendiculares entre si, pode-se obter a direção do vetor resultante pela regra da mão direita (ou regra
do tapa):
Posiciona-se a mão direita aberta. O polegar aponta na direção da velocidade da partícula, os outros dedos na direção do
campo magnético. No caso de uma partícula de carga positiva, a força magnética aparece então na direção do "tapa" dado
pela mão. Já para uma partícula negativamente carregada, a força magnética aparece em sentido oposto da palma da mão.
© 2013 pontociência / www.pontociencia.org.br
3
Tubo de raios catódicos
Bobinas responsáveis pelo desvio do feixe.
© 2013 pontociência / www.pontociencia.org.br
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
4