Introducción  Experiencias  Vídeo


FUERZA DE LORENTZ. EFECTO THOMSON

OBJETIVO

Analizar el comportamiento de un haz de electrones sometido a campos eléctricos y magnéticos.

- Cálculo de campos eléctricos y magnéticos.

- Analizar la desviación de un haz de electrones en un campo eléctrico.

- Analizar la desviación de un haz de electrones en un campo magnético.

- Utilizar un selector de velocidades.

- Calcular la relación carga masa del electrón


FUNDAMENTO TEÓRICO

Fuerza de Lorentz: Fuerza sobre una carga moviéndose en el interior de un campo magnético y de un campo eléctrico perpendiculares.



MATERIAL Y MONTAJE EXPERIMENTAL

Una vez realizado el montaje básico del dispositivo experimental, se pueden analizar los siguientes procesos:

(A) Desviación eléctrica





El campo eléctrico creado por el condensador ejerce una fuerza eléctrica sobre los electrones del haz que hace que este se desvíe.




Esta desviación se puede calcular utilizando las siguientes expresiones, donde x es la distancia horizontal (10 cm), (V-V´) es la diferencia de potencial de la fuente de alta tensión, (V-V´)C es la diferencial de potencial de la fuente que carga el condensador, y d es la distancia entre placas del condensador (5,4 cm).



(B) Desviación magnética





La corriente que circula por las dos bobinas acopladas al tubo de vacio origina un campo magnético que desvia el haz de electrones

Este campo magnético puede calcularse como se indica a continuación utilizando los parámetros característicos de las bobinas y el valor de la intensidad de corriente que circula por ellas (medido por el amperimetro).




Analizando gráficamente la desviación del haz se puede calcular el radio de curvatura (R). Para ello se analizan diferentes desviaciones del haz, que conseguiremos cambiando el valor del campo magnético aplicado por la bobinas. A continuación con los datos experimentales (parejas de valores x,y) se puede hacer un ajuste lineal tal y como se indica en la imagen. El valor del radio de curvatura está incluido en la pendiente de este ajuste lineal.


Cálculo experimental de la relación carga/masa del electrón

Aplicando la siguiente expresión, donde (V-V´) es la diferencial de potencial de la fuente que acelera el haz, R es el radio de curvatura y B el campo magnético que actua sobre los electrones, se puede calcular experimentalmente la relación entre la carga y la masa del electrón.



Comparar el valor obtenido experimentalmente con el valor teórico.


Fuerza electromagnética. Selector de velocidades.



SIMULACIÓN

Pincha en la imagen y accederas a una web de Física Interactiva donde hay una simulación del fenómeno