relacion carga-masa del electron(UNNE4)

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GUIA DIDÁCTICA PARA TRABAJO PRÁCTICO
Se trabajará con una simulación on line de uso libre correspondiente a la página del Curso interactivo
de Física en Internet, Física con ordenador de Ángel Franco García, del Departamento de Física
Aplicada I de la Universidad del País Vasco en España. cuya dirección es:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm
Según lo expresan los autores de la página, para poder ver la animación es necesario que tenga
instalado en su computadora la Máquina Virtual Java para correr los applets, FlashPlayer 8, para el
vídeo interactivo y animaciones Flash, MathPlayer 2.0 para las fórmulas matemáticas. Este último
componente no es necesario si utiliza el navegador Mozilla Firefox en vez de Internet Explorer 6.0
TEMA: RELACIÓN CARGA-MASA DEL ELECTRÓN. EXPERIMENTO DE THOMSON
OBJETIVO DE LA EXPERIENCIA
Determinar la relación carga- masa del electrón mediante la desviación de la partícula en un campo
magnético y eléctrico.
DESCRIPCION
Se trabajará con la simulación que representa un aparato similar al utilizado en un laboratorio real
para la realización del experimento de Thomson, que figura en la página web dada por la siguiente
dirección: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/thomson/Thomson.html. Es conveniente que
ingrese a la misma y la recorra para interiorizarse de todo lo que ella brinda. Lea con atención los
fundamentos teóricos del fenómeno en estudio y las instrucciones de manejo que presentan los
autores.
El simulador representa un condensador eléctrico plano de 4cm de longitud el cual es fijo y se
encuentra conectado a una fuente de alimentación. El campo eléctrico entre las placas está dirigido
hacia abajo y el campo magnético hacia adentro, que en este caso es constante. La partícula (electrón),
ingresa a la cámara con alto vacío por un orificio y puede visualizarse el movimiento de la misma; un
cronómetro mide el tiempo que tarda la partícula en llegar a la pantalla. Cuando la partícula llega a la
pantalla se visualiza la distancia vertical de desviación y la trayectoria de la misma.
Los comandos campo eléctrico y campo magnético, permiten introducir los valores de los mismos.
Al oprimir el botón velocidad y luego el comando empieza se inicia el movimiento de la partícula
entre las placas y luego en la cámara.Al oprimir el botón carga/masa se pone en cero el comando campo magnético y se visualiza la
trayectoria de la partícula.
Al activar el comando paso, indica el movimiento de la partícula paso a paso y el comando pausa
permite poner en pausa el movimiento de la misma.
Material preparado por Prof. (MSc.) Irene Lucero
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TÉCNICA OPERATORIA
1- Introduzca la intensidad del campo eléctrico en la ventana “Campo eléctrico” y la intensidad del
campo magnético en la ventana “Campo magnético”, pulse “Empieza”, marcando antes el botón
“velocidad” y visualice la trayectoria de la partícula.
2- Manteniendo constante el campo magnético introduzca valores del campo eléctrico hasta conseguir
que la partícula no se desvíe de su trayectoria; en este caso las fuerzas eléctrica y magnética sobre ella
son iguales.
3- Active el botón “carga/masa”, el campo magnético se pone en cero en la ventana de
estado, oprima el botón “empieza”; lea la desviación de la partícula en la regla.
Material preparado por Prof. (MSc.) Irene Lucero
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4- Repita el procedimiento anterior para otro valor de campo eléctrico. Tome hasta 8 (ocho)
valores. Anote las dimensiones del dispositivo (longitud de placas y distancia del condensador
a la pantalla)
5- Complete la tabla con los valores registrados
E (N / C)
d (m)
q / m (C/kg)
TRATAMIENTO DE DATOS
1- Con los datos de campo eléctrico y magnético calcule la velocidad inicial de la partícula.
2- Con el dato de velocidad calcule los valores de relación carga- masa de la partícula
observada con la expresión
Para realizar los cálculos las magnitudes deben estar expresadas en unidades del SI
.
3- Represente gráficamente (usando EXCEL) los valores de las distancias verticales de
desviación en función del campo eléctrico aplicado d = f (E)
4- Con el programa EXCEL solicite la línea de tendencia y la ecuación de regresión lineal
correspondiente.
5- Interpretando la ecuación anterior calcule a partir de ella la relación carga-masa según la
recta de regresión obtenida.
6- Calcule el error porcentual cometido en la determinación realizada
CUESTIONES
1- ¿Qué ocurre si en lugar de mantener constante el campo magnético y variar el eléctrico, se
mantiene constante el valor de campo eléctrico y se modifica el campo magnético?
2- Deduzca la expresión que permite calcular la desviación “d ” de la partícula en la pantalla.
Material preparado por Prof. (MSc.) Irene Lucero
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BIBLIOGRAFIA PARACONSULTA
Angel Franco García- Física con ordenador Curso Interactivo de Física en Internet
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/thomson/Thomson.html
Halliday, D- Resnick, R. (1985)-Física parte 2- CompañíaEditorial Continental, S.A. de C.V.- México
Sears, F- Zemansky, M- Young, H- Freedman, R-(2005)- Física universitaria con física moderna.
Volumen 2.Undécima edición. Person Educación- México
Serway, R- (1997)- Física. Tomo II. Cuarta edición- Mc Graw Hill Interamericana Editores. México
Serway, R- Jewett, J. W, Jr- (2004) Física II, 3ª edición. Texto basado en cálculo. Editorial Thomson.
México
Material preparado por Prof. (MSc.) Irene Lucero