Roteiro do Experimento Relação entre carga e massa do elétron.

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Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho”
Departamento de Física
Laboratório de Física Moderna
Roteiro do Experimento
Relação entre carga e massa do elétron.
INSTRUÇÕES GERAIS:
1. Confira se encontra-se sobre a bancada todo o material que você irá utilizar durante o
experimento.
2. Neste e em outros equipamentos que fazem uso de elementos ópticos (lentes, espelhos,
prismas, redes difração, etc.), tome cuidado para não colocar a mão diretamente sobre
as superfícies ópticas.
3. Esteja sempre atento às limitações do equipamento.
4. Atente também as altas voltagens e lâmpadas incandescentes que podem causar
ferimentos.
5. Leia atentamente e completamente cada item antes de começar a executar o que nele é
pedido.
6. Ao terminar o experimento, verifique se todos os equipamentos estão desligados antes de
abandonar a bancada.
O GRUPO DEVE TRAZER PARA REALIZAR ESTE EXPERIMENTO:
- Seu caderno de laboratório.
EQUIPAMENTO:
1 aparato e/m PASCO contendo :
1 par de bobinas de Helmholtz;
1 tubo de Thomson;
1 painel de controle;
1 fonte de baixa tensão;
1 fonte de alta tensão;
2 multímetros digital;
1 bússula;
cabos de ligação.
Preparado por Valmir Fadel em Agosto de 2006, versão 1.3
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MONTAGEM EXPERIMENTAL:
1. Você deverá encontrar o aparato montado como na Figura 1 e conectado às fontes como
na Figura 2.
2. Alinhe o aparato de modo a minimizar o efeito do
campo magnético terrestre sobre o feixe de elétrons e
maximizar a ação do campo das bobinas de
Helmholtz. Você pode girar o tubo de Thomson sem
retirá-lo do soquete.
3. Confira as ligações indicadas na Figura 2.
4. Antes de ligar as fontes, gire os knobs de controle de
voltagem e tensão para a posição mínima (sentido
anti-horário).
5. Ligue a fonte de baixa tensão e eleve lentamente a
tensão até 6V verificando o amperímetro e cuidando
para que a corrente não ultrapasse 2A.
Figura 1 – Aparato e/m completo
6. Ligue a fonte de alta tensão e ajuste lentamente a tensão de aquecimento do filamento
para a posição 6V. ATENÇÃO: Nunca ultrapasse a tensão de 6.3V no filamento.
Voltagem acima de 6.3V irá queimar o filamento e inutilizará o tubo de Thomson.
Figura 2 – Esquema de conexões para o experimento e/m.
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7. Ainda na fonte de alta tensão eleve lentamente a tensão de aceleramento dos elétrons até
150V. CUIDADO: Alta tensão pode causar danos. Trabalhe com cuidado e atenção.
8. Espere alguns instantes até que o filamento se aqueça. Quando isto acontecer, você
perceberá que um feixe de elétrons emergirá do canhão de elétrons e será curvado pelo
campo gerado pelas bobinas de Helmholtz.
9. Ajuste a tensão de aceleração dos elétrons e a corrente nas bobinas de Helmholtz de
modo que o feixe de elétrons forme um círculo visível no tubo. Você provavelmente terá
que reduzir sensivelmente a luminosidade local para poder fazer uma observação com
qualidade. ATENÇÃO: Tome cuidado para não ultrapassar os valores máximos
permitidos.
10. Meça cuidadosamente a corrente nas bobinas de Helmholtz e a tensão de aceleração dos
elétrons. Anote estes valores na Folha de Dados Experimentais.
11. Meça cuidadosamente o raio da trajetória circular do feixe de elétrons usando o espelho
graduado com escala iluminada. Para evitar paralaxe, movimente a cabeça até fazer
coincidir o feixe de elétrons com a imagem dele na régua espelhada. Você pode medir o
raio em ambos os lados da régua espelhada. Anote na tabela abaixo o valor médio destas
medidas.
12. Calcule o valor da constante e/m usando os valores medidos.
13. Ajuste a corrente na bobina de Helmholtz e a tensão de aceleração de elétrons para
conseguir uma nova trajetória com um raio diferente da anterior e repita os itens 10 e 12.
ATENÇÃO: Tome cuidado para não ultrapassar os valores máximos permitidos.
14. Repita o item 13 para um novo raio. ATENÇÃO: Tome cuidado para não ultrapassar os
valores máximos permitidos.
15. Compare os valores obtidos de e/m com o valor aceito teoricamente e calcule os desvios
porcentuais.
N – Número de espiras na bobina de Helmholtz
I - Corrente nas bobinas de Helmholtz (A)
V -Voltagem de aceleração dos elétrons (V)
r – Raio do feixe de elétrons (m)
1ª medida
2ª medida
3ª medida
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FOLHA DE DADOS EXPERIMENTAIS
N – Número de espiras na bobina de Helmholtz
I - Corrente nas bobinas de Helmholtz (A)
V -Voltagem de aceleração dos elétrons (V)
r – Raio do feixe de elétrons (m)
1ª medida
2ª medida
3ª medida
130
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Faça aqui sugestões de alterações no texto da apostila ou no procedimento experimental:
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QUESTÕES QUE DEVEM SER RESPONDIDAS NA APRESENTAÇÃO PRÉVIA
1) Qual é a influência do campo terrestre no experimento e como ela pode ser
evitada?
2) Qual é a influência da distribuição de velocidade dos elétrons emitidos e como
ela pode ser minimizada?
3) O que é paralaxe e como pode ser evitada?
4) Descreva sucintamente o procedimento experimental a ser adotado.
5) Como são os dados que devem ser obtidos?
6) Quais são as limitações do equipamento a ser usado?
7) Quais cuidados devem ser tomados na realização deste experimento?
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