Experiência de thomson

Páginas: 5 (1196 palavras) Publicado: 27 de março de 2012
Experimento de Thomson: Relação Carga-Massa do Elétron

Experimento de Thomson: Relação Carga-Massa do Elétron
Trabalho apresentado a componente curricular de Física 4, orientado pelo docente Renato Semmler.

SUMÁRIO


INTRODUÇÃO 3
EXPERIMENTO DE THOMSON 4
CONCLUSÃO 7
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 8

INTRODUÇÃO

Figura 1: Joseph John Thomson
Joseph John Thomson nasceu emManchester em 18 de dezembro de 1856. Estudou e se formou, no Trinity College, Cambridge, ondefoi Professor de Física Experimental, de 1884 a 1918.
Seus primeiros trabalhos científicos seguiram na trilha aberta por Maxwell, que havia unificado a eletricidade e o magnetismo onde produziu muitos resultados, além de publicar importantes livros didáticos.
Após ser nomeado professor de física experimentalem Cambridge, dedicou-se a estudar as descargas elétricas em gases a baixas pressões. Como resultado de conferências realizadas em Princeton, em 1896, publicou o livro Descarga de Eletricidade através dos Gases (1897). Após essa viagem, desenvolveu seus brilhantes trabalhos sobre os raios catódicos que levaram à descoberta e identificação do elétron.
Depois de 1903, Thomson decide retomar aanaliseda estrutura do átomo e acaba por elaborar um modelo de estrutura atômica, o chamado modelo de Thomson (ou do “bolo de nozes”).
Nas primeiras décadas do século XX Thomson dedicou-sea criação de um quadro unificador dos fenômenos físicos, que englobasse a matéria, o éter, a energia e o eletromagnetismo. Publicou vários livros sobre a estrutura da luz, as propriedades da matéria e sobre oelétron na química.
Thomson faleceu em 1940, sua autobiografia, Recordações e Reflexões, foi escrita em 1936. Ao longo de sua vida recebeu inúmeros prêmios científicos e condecorações, entre os quais o Prêmio Nobel, em 1906. Em 1908 foi ungido cavalheiro pelo governo inglês e tornou-se Sir J. J. Thomson

EXPERIMENTO DE THOMSON

Em 1897,Thomsonpropôs aprovar queos raios catódicosproduzidos apartir docátodoeram na verdadeuma corrente de partículascarregadas negativamentechamados de elétrons. Ele decidiu medir a razão carga/massa dos raios catódicos para identificar se os raios catódicos eram íons, se a razão carga/massa não fosse constante, ou se eram uma partícula carregada universal, se a razão carga/massa fosse constante para todos os gases.
Da teoriade Maxwell, ele sabia quepartículas carregadaspodiam ser desviadasem um campo magnético. Um esquemadoarranjo experimentalé mostrado abaixo:

Figura1: Esquema do experimento de J. J. Thomson

Criando um sistema de coordenadas como mostra a figura Abaixo:

Figura 2: Sistema de coordenadas

Neste sistema de coordenadas, elétrons entram na região entre as placas com uma velocidade v desconhecida na direção do eixo x. Paradeterminar esta velocidade, são aplicados os campos elétrico emagnético, e cada um dá origem a uma força sobre eles, estas forças estão na direção do eixo y, mas em sentidos opostos.
A força elétrica é dada por:
Fe=e∙E, onde E é a intensidade do campo elétrico.
E a força magnética é dada por:
Fmag=-e∙v∙B, onde B é a intensidade do campo magnético.
Se as forças estão em equilíbrio, então nãohaverá deflexão dos elétrons na direção do eixo y, ou seja, todo o deslocamento dos elétrons será na direção do eixo x, a qual era a direção inicial quando eles entraram na região de campo. Se o sistema está equilibrado a força resultante é nula, logo:
Fe+ Fmag=e∙E-e∙v∙B=0
Desta forma a velocidade v pode ser determinada como:
v=EB
Em seguida, o campo magnético é desligado de modo que a forçaresultante do sistema é inteiramente devido ao campo elétrico. Como a forçaé diferente de zero, se os portadores de cargapodem serdesviadospela força, estesfornecem evidência paraserempartículas fundamentais.Se elessão particulas fundamentais carregadas,então eles devem teruma massabem definidae carga. Nesta segunda partedo experimento, a trajetória específica realizadapelas partículasserá usadapara...
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