seletor de velocidades

Seletor de velocidades
Segundo relatório de atividades

Resumo

O objetivo da experiência era a construção de um seletor de velocidades utilizando um tubo de raios catódicos, juntamente com um campo magnético e um campo elétrico, que desviariam o feixe de elétrons. Foi feita também a dedução do modelo teórico que melhor se encaixava nos resultados obtidos. Segundo o modelo teórico, a velocidade deveria ser diretamente proporcional a tensão e inversamente proporcional a corrente que passava nas bobinas. Dessa forma a resolução do seletor pode variar devido a esses parâmetros, mas observamos uma resolução com grande variação, indo de 51% a 4,5%.

1. Introdução

Neste relatório são apresentados os resultados obtidos durante a segunda experiência referentes a disciplina de Física experimental III.
Nesse relatório será descrito um sistema de seletor de velocidades, baseado em dois campos, o elétrico e o magnético, perpendiculares entre si. O seletor de velocidades é muito utilizado na espectroscopia de massa, onde permite a identificação dos materiais através a relação carga/massa deles.

2. Teoria

O seguinte modelo para a deflexão do feixe foi utilizado, onde inicialmente o elétron é submetido a uma tensão aceleradora Uac, que se manifesta na forma de energia potencial, que é convertida em energia cinética.

Onde q é a carga do elétron, Uac é a tensão aceleradora, m é a massa e v0 a velocidade, que nesse caso consideramos constante.
Ao passar pelas placas defletoras, que são paralelas, o elétron é submetido a um campo elétrico constante, irá criar uma força no mesmo. Com algumas passagens matemáticas chegamos em um desvio , devido ao campo elétrico, da seguinte forma:

Onde Lp é o tamanho das placas aceleradoras e Dp a distancia a tela.

Para a dependência do campo magnético teremos a mesma velocidade inicial, porem uma força resultante diferente, que resultaria