Fisica Moderna

Questão 1: Descrever o equipamento utilizado, em aula, para determinação da razão carga massa do raio catódico. Faça um desenho esquemático representando o equipamento e suas respectivas partes, explicando o funcionamento e a importância das partes.

O experimento de Thomson, realizado em 1897, determinou a razão carga massa (q/m) de um feixe de raios catódicos a partir da comparação da deflexão deste quando está sujeito a ação de campos externos, magnéticos ou elétricos. Essa experiência confirmou a existência do elétron como partícula elementar negativa e com massa definida. 

1. Esquema do equipamento

[pic 1]

[pic 2]

Questão 2: Descrever a metodologia utilizada para a determinação da razão q/m.
As partículas dos raios, presentes no tubo, passam através de uma região de deflexão e estão sujeitas a forças elétricas e magnéticas, produzidas pela corrente elétrica nas espiras, após essas partículas passam através de uma região mais extensa e

ivre de forças até o fim do tubo. O feixe luminoso é visível no momento em que as partículas do raio batem na parede do vidro.
A partir desse feixe luminoso foram realizadas oito medições de raios direito e esquerdo, variando a tensão e a corrente elétrica aplicada nas bobinas. A razão carga massa é determinada quando se equilibram os efeitos do campo elétrico e do campo magnético.


Questão 3: Como podemos acelerar uma partícula carregada?
Para acelerar uma partícula carregada é necessária a utilização de uma região onde exista um campo magnético uniforme, como por exemplo, entre dois eletrodos separados por uma distância e polarizados com uma determinada tensão.
Os aceleradores existentes são equipamentos que utilizam uma fonte de partículas carregadas expostas a um campo magnético, esse campo faz com que as partículas se acelerem, após a aceleração passam por um campo magnético que desvia a trajetória focalizando-as e controlando as direções.



Questão 4: No experimento como são obtidas as partículas carregadas?
As partículas carregadas são liberadas do filamento por meio do seu aquecimento, os elétrons são emitidos por um cátodo submetido a uma diferença de potencial.

Questão 5: No experimento como determinamos a velocidade das partículas carregadas?
Podemos calcular a velocidade das partículas carregadas neste experimento pela equação:


Sendo,
m: massa do elétron;
u: velocidade das partículas carregadas;
q: a carga do elétron;
ΔV: é a variação de tensão

do acelerador.


Questão 6: No experimento realizado, quais variáveis foram manipuladas? E quais são possíveis de manipular?
No experimento realizado foram manipulados os dados referente a tensão aplicada no gerador de feixe de elétrons e a corrente elétrica aplicada nas bobinas. O valor referente aos raios direito e esquerdo foram aproximados, devido ao olho humano não ser um instrumento preciso de medição. É possível manipular o ângulo entre o campo magnético e o feixe de elétrons.

Questão 7: Existe outra maneira para encontrar a razão carga massa? Explique.
Outro método existente para encontrar a razão carga massa foi empregado por Philipp Lenard em 1902. Nesse experimento o feixe de elétrons é acelerado por um potencial e sofre a ação de apenas um campo elétrico. O movimento do feixe resulta em um raio. O raio pode ser calculado considerando que a força magnética é igual a força centrípeta. 
Questão 8: Compare os valores de campo magnético (B) produzido pelas bobinas com o campo magnético da Terra. Há de fato a possibilidade de erro significativo devido ao fato de desconsiderar o campo magnético da Terra?
O campo magnético da Terra varia de 30 a 60 μT, esse valor depende da região do planeta. No experimento realizado os valores encontrados para o campo magnético produzido pelas bobinas ficam entre 670 e 975 μT. Isto significa que a Terra pode representar uma interferência de até aproximadamente 9% considerando o pior caso. O valor é significativo, podendo causar

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