Marisa Almeida Cavalcante Raios Catódicos

Elétron John Joseph Thomson John Joseph Thomson, considerado o pai do elétron, propõe esta partícula como constituinte fundamental da matéria em 1897 a partir dos experimentos iniciados por William Crookes William Crookes John Joseph Thomson William Crookes

Ampola de Geissler Artigo que traz um pouco da história da evolução dos tubos de Geissler até as válvulas a vácuo de Bassalo, J. M.FArtigo que traz um pouco da história da evolução dos tubos de Geissler até as válvulas a vácuo de Bassalo, J. M.F. Heinrich Geissler Ornamentos tal como os abajur de neon

Tubos de Geissler

A medida que se reduz a pressão a luz passa de continua para estriada, surge ao redor do catodo uma luz azul e pontos azuis no catodo. Surge também entre a luz azul e a 1ª estria luminosa um espaço escuro chamado espaço negros de Crookes. Quando a pressão atinge valores inferiores a mm de Hg este espaço escuro ocupa toda ampola. Neste caso temos os tubos de Crookes que estão a alto vácuo. Para esta condição surge uma luz “esverdeada” ou azulada na parede oposta ao catodo – Por isso chamado de Raios Catódicos.

Propriedades dos Raios Catódicos Veja algumas propriedades disponíveis no blog Propagação retilíneaPropagação retilínea ( alta inércia) Desvio na presença de campo magnético Excitam material fluorescente Aquecem a superfície onde se chocam Exercem ação mecânica

Campos Magnéticos sobre cargas em movimento Para cargas positivas Fmag= qvBsen  Se v perpendicular a B Força é máxima e a carga executa um MCU

Carga positiva Clique na imagem para acessar o simulador

Determinação de e/m de elétrons:Método de Lenard Clique na figura para acessar o simulador

Cilindro colimador

O elétron sai do cilindro com uma velocidade v que depende da tensão fixada entre K e A 1ª relação e/m Aplica-se B perpendicular a V Eq.2 Eq.1 Ciclotron simulação

Para calcular o campo magnético B, a primeira e quarta equações de Maxwell são usadas, no caso particular de não haver campo elétrico dependente do tempo. Obtemos a intensidade de campo magnético B z sobre o eixo-z de uma corrente circular I para um arranjo simétrico de 2 espiras separadas por uma distância a com  0 = 1,257  V.s/A.m e R o raio das espiras. Para o arranjo de Helmholtz de duas bobinas (a = R) com número de espiras n, o campo B no centro entre as bobinas é dado por: Para as bobinas usadas, R = 0.20 m e n = 154.

Visualize a ampola de Lenard nos vídeos abaixo Vídeo 1 – visão geral do equipamento Vídeo 2 – alterando o valor do campo B Vídeo 3 – Efetuando uma medida Vídeo 4 – trajetória Helicoidal

Experimento de Thomson Determinação carga especifica do elétron Determinação carga especifica do elétron

Dedução da equação Tipo de Movimento em cada região 1 Movimento acelerado 2 Movimento Retilíneo e Uniforme 3Com Campo Elétrico - Componente horizontal MRU Componente Vertical Movimento variado 4 Movimento Retilíneo e Uniforme

x y Componente vertical L ΔyΔy y0y0 + -

ΔyΔy y0y0 + - O tempo que o elétron leva para percorrer a distancia L A componente horizontal de velocidade não varia e é dada por: (eq1) (eq2) (eq2) em (eq1) (eq3) (eq4) (eq4) em (eq3)

Eliminando esta incógnita Aplicando B de tal modo a gerar F mag que compensa a Força elétrica e o feixe retorna a origem. FeFe F mag e v x B = e E

ΔyΔy y0y0 + - tela Y M Y ΔyΔy

Uma simulação disponível na web Simulação desenvolvida por Mario Fontes PUC/SP