Nesse tipo de tubo, um amplo feixe de elétrons atinge uma tela fluorescente levemente inclinada na trajetória.
O traço de um feixe filiforme é observado na tela.
As bordas horizontais da tela constituem um capacitor plano.
Clique aqui para aceder a um documento que descreve a teoria dos dois métodos de medição de e/m estudados neste caso.
Método do tubo de hidrogénio:
O material a utilizar pode ser encontrado em catálogos de materiais escolares de ensino da física. É necessário uma esfera de vidro com um canhão de electrões e um gás submetido a uma pressão muito baixa (em geral o hidrogénio) que é, depois, introduzido na ampola. O raio ioniza o gás na sua trajectória, tornando-a desta forma visível. Duas bobinas de Helmholtz criam um campo magnético uniforme ao nível da trajectória dos electrões. Para os valores adequados do campo magnético (que gera a força de Laplace F = e.v x B) e do potencial acelerador, os electrões descrevem um círculo. Através da medida do raio é possível deduzir o valor de e/m.
Método de J. J. Thomson:
Neste méhodo, utiliza-se um campo
eléctrico (condensador plano) e um campo magnético (bobinas de Helmholtz)
perpendiculares. A trajectória é complexa mas, mostra que se a deflexão do feixe é nula, então a velocidade inicial dos electrões
é igual a E/B.
Se o campo magnético for removido, os electrões descrevem uma parábola entre as molduras do condensador.
Através da medida da deflexão do feixe de saída do condensador é possível deduzir e/m.
A aplicação:
Método do tubo: Com o cursor do rato,
desloque os cursores reguladores de corrente I e da tensão aceleradora V; deduz-se v (½mv2 =eV).
O campo magnético é dado pela relação B(T)
= 2,510-4.I(A).
Determine o valor do quociente e/m.
Método de Thomson: Com o ponteiro do rato desloque os cursores de regulação da corrente I
e da tensão V aplicada entre as molduras do condensador de forma a anular toda a deflexão do feixe.
O campo magnético é dado pela relação B(T)= 2,510-4.I(A)
; o campo eléctrico é dado pela relação E (V/m)= V(V) / 0,12.
Deduz-se o valor da velocidade Vo. Suprima o campo magnético desmarcando a caixa de selecção.
O comprimento L do condensador é igual a 18,25 cm. Deduza a duração do trajecto dos electrões no condensador e depois o valor do quociente e/m.
Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
Université du Maine - Le Mans
Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em Março de 2011
