LABORATORIO DE FÍSICA Peula, J.M., Alados, I., Liger, E., Vargas, J.M. (2014) Fundamentos Físicos de la Informática. OCW‐Universidad de Málaga. http://ocw.uma.es. Bajo licencia Creative Commons Attribution‐Non‐Comercial‐ShareAlike 3.0 Bajo licencia Creative Commons Attribution‐Non‐Comercial‐ShareAlike 3.0 LABORATORIO DE FÍSICA OBJETIVO DE LA PRÁCTICA Analizar el comportamiento de un haz de electrones sometido a campos eléctricos y magnéticos. Cálculo experimental de la relación carga/masa del electrón. Análisis de un selector de velocidades. MATERIAL Condensador Bobinas Teslámetro Fuentes de alta tensión Fuente de c.c. Amperímetro Tubo Thomson Peula, J.M., Alados, I., Liger, E., Vargas, J.M. (2014) Fundamentos Físicos de la Informática. OCW‐Universidad de Málaga. http://ocw.uma.es. Bajo licencia Creative Commons Attribution‐Non‐Comercial‐ShareAlike 3.0 Fuente de c.a. LABORATORIO DE FÍSICA FUNDAMENTO TEÓRICO Fuerza electromagnética sobre el haz de electrones. Fuerza de Lorentz. FE qE Fuerza de Lorentz: Fuerza sobre una carga moviéndose en el interior de un campo magnético y de un campo eléctrico FB q v B F q E q vB X X X X X X X X X X + X + X + X X X X X + + + + X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Selector de velocidades • Campos cruzados (perpendiculares entre si). • Velocidad de la partícula perpendicular a los campos. • La carga puede atravesar la zona sin desviarse. Fm +q Fe - X - - X X X X X X B X X X X X X Peula, J.M., Alados, I., Liger, E., Vargas, J.M. (2014) Fundamentos Físicos de la Informática. OCW‐Universidad de Málaga. http://ocw.uma.es. Bajo licencia Creative Commons Attribution‐Non‐Comercial‐ShareAlike 3.0 E vB LABORATORIO DE FÍSICA MÉTODO EXPERIMENTAL. Relación carga-masa del electrón Haz de electrones en el seno de un campo magnético Una corriente continua circula por las bobinas: N 320 • Se origina un campo magnético que puede ser medido experimentalmente o calculado de forma teórica. 2 r (cm) 6.8 a (cm) 3.4 μ0 B=N 2 Ir 3 2 2 (r 2 + a ) j Btotal B1 B2 Peula, J.M., Alados, I., Liger, E., Vargas, J.M. (2014) Fundamentos Físicos de la Informática. OCW‐Universidad de Málaga. http://ocw.uma.es. Bajo licencia Creative Commons Attribution‐Non‐Comercial‐ShareAlike 3.0 LABORATORIO DE FÍSICA MÉTODO EXPERIMENTAL. Relación carga-masa del electrón Cálculo del radio de curvatura (R) x2 y2 y 2R y 2,0 1,8 x y = f (x2+y2) (cm) 1,6 R 1,4 1,2 1/2R 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 R x R y 2 2 2 10 20 30 Peula, J.M., Alados, I., Liger, E., Vargas, J.M. (2014) Fundamentos Físicos de la Informática. OCW‐Universidad de Málaga. http://ocw.uma.es. Bajo licencia Creative Commons Attribution‐Non‐Comercial‐ShareAlike 3.0 40 2 2 50 2 (x +y ) (cm ) 60 70 LABORATORIO DE FÍSICA RESULTADOS EXPERIMENTALES. Relación carga-masa del electrón Comprobación experimental de la relación carga/masa del electrón U EC e v2 m 2 V V mv R eB e v RB m Sustituir en la expresión los valores de la diferencia de potencial que crea el haz de electrones, (V-V´), el campo magnético de las bobinas, Btotal , y el radio de curvatura, R, y calcular la relación carga-masa del electrón y su correspondiente incertidumbre, comparando con el valor conocido. e 2 V V ' 2 m B R Magnitud Valor + Incertidumbre (V-V`) Btotal R Peula, J.M., Alados, I., Liger, E., Vargas, J.M. (2014) Fundamentos Físicos de la Informática. OCW‐Universidad de Málaga. http://ocw.uma.es. Bajo licencia Creative Commons Attribution‐Non‐Comercial‐ShareAlike 3.0 LABORATORIO DE FÍSICA METODO EXPERIMENTAL. Selector de velocidades Campo Eléctrico • Conocido el campo magnético y la velocidad de los electrones, se puede calcular el campo eléctrico necesario para que el haz no se desvíe. Campo magnético Haz sin desviar E vB (V - V )C E d Peula, J.M., Alados, I., Liger, E., Vargas, J.M. (2014) Fundamentos Físicos de la Informática. OCW‐Universidad de Málaga. http://ocw.uma.es. Bajo licencia Creative Commons Attribution‐Non‐Comercial‐ShareAlike 3.0