Projeto lab 3

Laboratório de Física Experimental III
Projeto:
Determinação da relação e/m do elétron com bobinas de
Helmholtz
Integrantes:
Caio Lorenzetti Martinelli
Henrique Corsini
Juliane Trianon Fraga
Lucas Barreto Mota dos Santos
Vitor Pedro Targhetta
nº 8539899
nº 8539861
nº 8539795
nº 7961972
nº 8556422
1. Objetivos
Verificar a dependência da trajetória dos elétrons quando submetido a diferentes
potenciais de aceleração e campo magnético, além de determinar a relação entre
a carga e a massa do elétron com o uso das bobinas de Helmholtz a fim de
comparar os resultados obtidos a partir do experimento 2.
2. Fundamentação teórica
Um elétron em movimento submetido a um campo magnético apresenta um
movimento não linear devido ao surgimento da força de Lorentz. Tendo que:
⃗⃗⃗⃗⃗⃗
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
𝐹⃗ = 𝐹
𝑒𝑙 + 𝐹𝑚𝑎𝑔 (1)
onde ⃗⃗⃗⃗⃗⃗
𝐹𝑒𝑙 = 𝑞𝐸⃗⃗ e ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
𝐹𝑚𝑎𝑔 = 𝑞𝑣
⃗⃗⃗⃗ × ⃗⃗⃗⃗
𝐵 . Como cada elétron será defletido tal que:
𝑚𝑣 2
𝑞𝑣𝐵 =
(2)
𝑅
e sendo :
𝑚𝑣 2
= 𝑒𝑉 (3)
2
Combinando (2) e (3) temos que:
𝑒
2𝑉
= 2 2 (4)
𝑚 𝐵 𝑅
sendo V a voltagem de aceleração dos elétrons, B o campo magnético e R o raio
do círculo descrito pelos elétrons.
3. Resultados esperados
Esperamos que os resultados do experimento sejam compatíveis com os
resultados do segundo experimento realizado no curso.
4. Descrição do experimento
Pretendemos fazer uso de:
- 1 tubo (acoplado a uma ampola) de raios catódicos
- 1 Suporte do tubo acoplado a bobinas de Helmholtz
- 1 fonte DC para acelerar os elétrons
- 1 fonte DC para a geração de campo magnético nas bobinas
- 1 bússola
- 2 multímetros
- Fios de conexão, régua, resistor de proteção (10 Ω), prancheta de circuito.
Pretendemos montar o experimento como na figura 1.
Figura 1 - Montagem experimental (fonte:
http://www.ifsc.usp.br/~lavfis/BancoApostilasImagens/Apem/em1.jpg)
Variando então a velocidades dos elétrons e o campo magnético, mediremos o raio da
curva descrita pelos elétrons para determinar a razão entre a carga e a massa dos
mesmos.
Bibliografia
(1) Apostila do laboratório avançado de física do Instituto de Física da USP São Carlos
http://www.ifsc.usp.br/~lavfis/em.htm