Deflexion Electrica Final

Universidad del Valle. Dpto. de Física Laboratorio de Física II

Profesor: Hernán Ocampo. John Alexander Gómez – 1425107. Juan Manuel Andrade – 1430006. William Jhoan Barreo Mar!nez – 13235"#.

DEFLEXIÓN ELÉCTRICA Y MAGNÉTICA DE ELECTRONES. Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Departamento de Física, Universidad del Valle, Cali, Cali, Colombia Enero. 2 2 d e 20!.

RESUMEN : $n el ex%erimeno realizado &ue %o'i(le e'udiar ) analizar la' *ara*er!'i*a' del &enómeno rela*ionado *on el mo+imieno de ele*rone' (a,o la a**ión de * am%o' el-*ri*o' 'e lo/ró realizar medi*ione' %ara deerminar la rela*ión de *ar/ama'a del ele*rón %or medio de del u(o de ra)o' *aódi*o' . o *ual 'e realizó mediane o('er+a*ione' ue 'e %rodu*!an *uando un haz de ele*rone' e' *olo*ado en una re/ión de *am%o el-*ri*o uni&orme e'a(le*ido %or do' %la*a' %aralela' o%ue'amene *ar/ada' %rodu*iendo una de'+ia*ión de 'u 'enido ori/inal *au'ando una medida ue aumene la inen'idad de di*ho *am%o +ola,e de&le*or. 8e o(u+o un +alor de

1.0 INRO!U""I#N. $l u(o de ra)o' *aódi*o'  e' uno de lo' lo' in' in'ru rume men no' o' uil uiliz izad ado' o' %ara %ara real realiz izar ar ex%e ex%eri rime men no' o' a*er a*er*a *a de a%li a%li*a *arr un *am% *am%o o el-*ri*o en la' medi*ione' ele*ro'9i*a' ele*ro'9i*a' %ara ue 'ir+a *omo inermediario en la ran ran'm 'mi' i'ió ión n de la' la' &uer &uerza za'' el-* el-*r ri* i*a' a' de *uer%o' *ar/ado'. $'e *on'a de un *a:ón de ele*r ele*rone one'' un *a:ón *a:ón de ele*r ele*rone one' ' 9nodo 9nodo *9odo en&o*ador 9nodo a*elerador %la*a' me9li*a' %lano %aralela' ) un indi*ador de de&lexión. ;er &i/.1. $l   e' e' un u(o u(o al al +a* +a*!!o dond dondee lo' lo' ele* ele*r ron one' e' ue ue e'9 e'9n n en 'u ine ineri rior or 'on 'on a*elerado' ) de'+iado' (a,o la in&luen*ia de *am%o' el-*ri*o'. o' ele*rone' emiido' %or un &ilam lamen eno *ali aliene ne el *9o 9odo do 'on a*eler a*elerado ado'' ha*ia ha*ia un *on,un *on,uno o de ele* ele*ron rone' e'

ue e'9n lo*alizado' en un 'i'ema *ono*ido *omo *a:ón de ele*rone'.

Fig.1."ubo de rayos cat#dicos $"%C&. Adem9' de a*elerar lo' ele*rone' del *9odo  ha*ia un 9nodo *ar/ado %o'ii+amene A el *a:ón de ele*rone' *oniene un elemeno ue en& en&o*a o*a el haz haz ha*i ha*iaa oro oro ue ue *on *onro rola la el n
Titles you can't find anywhere else

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.





%analla ue e'9 re*u(iera *on un maerial &luore'*ene. &luore'*ene. Al *ho*ar lo' ele*rone' *onra la %analla lo' 9omo' del maerial &luore'*ene emi emien en luz luz +i'i +i'i(l (le e lo *ual *ual %rod %rodu* u*ee una una man*ha +i'i(le 'o(re ella.

R R 3

[ ¿ ¿ 0 +( x −2 a ) ] 2

2 2

3 2

a' %la*a' de de&lexión *on'i'en en *ondu*ore' de *ar/a o%ue'a. $l %rimer ,ue/o de %la*a' %rodu*e un *am%o el-*ri*o ue e'9 en la dire** dire**ión ión +eri +eri*al *al %er%e %er%endi ndi*ul *ular ar a la dire**ión del haz de ele*rone' ha*iendo ue el haz haz 'e de'+ de'+!e !e en el %lan %lano o +er +eri* i*al al.. $l 'e/undo ,ue/o de %la*a' %rodu*e un *am%o el-*r el-*ri* i*o o en la dire** dire**ión ión horizo horizona nall el *ual *ual de'+ de'+!a !a el haz haz en el %lan %lano o hori horizo zon nal al.. =or =or *on'i *on'i/ui /uien ene e al ha*er ha*er +ariar +ariar la ma/ni ma/niud ud ) dire**ión de lo' *am%o' enre e'a' %la*a' 'e iene *onrol de la man*ha de la %analla ano del mo+imieno ha*ia arri(a ) ha*ia a(a,o *omo ha*ia la dere*ha e izuierda. o' *am%o' ma/n-i*o' uni&orme' de manera ex%erimenal 'e %ueden *rear %or medio de do' (o(ina' id-ni*a' de > e'%ira'? radio  0 ) 'e%arada' a una di'an*ia 2a e'a *on& *on&i/ i/ur ura* a*ió ión n 'e *ono *ono*e *e *omo *omo (o(i (o(ina na'' %aralela' en *on&i/ura*ión @elmholz. ;er ;er &i/.2.

2 2

1

[ ¿ ¿ 0 +( x + 2 a ) ] + ¿ 1 ( 1 ) . ¿ μ ∋ R B ( x )= ¿ 2

0

0

2

Conde el ori/en de *oordenada' e' el %uno euidi'ane a lo' *enro' de la (o(ina' a lo lar/o del e,e en *om
8

√ 5 μ ∋ ( 2 ) .

25

0

2

R 0

=ara =ara la de&lex de&lexión ión de lo' lo' ele* ele*ron rone' e' (a,o (a,o la a**ión de *am%o' el-*ri*o ) ma/n-i*o la &uerza de orenz D ue ex%erimena ex%erimena odo ele*rón *on +elo*idad ; en una re/ión del e'%a*io donde ha) un *am%o el-*ri*o $ ) uno ma/n-i*o B +iene dada %or 

L=¿ −e E −e v⃗ × B ( 3 ) . f ⃗ ¿ ⃗

'o Fig.2. 'o bina

s de (elm)olt*.

⃗

a &uerza de orenz %uede lle/ar a 'er *ero 'i v⃗ × B=− E ( 4 ) . ⃗

⃗





E= vB ( 5 )

. $l %rod %rodu* u*o o +e* +e*or oria iall de la e*ua* e*ua*ió ión n 4 4 deerminan la' dire**ione' de $ ; ) B. e' de*i de*irr 'i enem nemo' lo' do' do' *am *am%o' %o' 'on oro/onale' enre 'i ) el ele*ro enra *on una +elo*idad ; a la re/ión de *am%o ) adem9' e' oro/onal a lo' do' *am%o'. ;er &i/.3.

Cond Condee

V a e' el +ola +ola,e ,e a*eler a*elerado adorr en el

*a:ón de ele*rone' ;) e' la +elo*idad de lo' ele*rone' en la dire**ión ) V a . $l +ola,e a*elerador e' men'ura(le ) %odemo' *al*ular ;). 8i el ele*rón *on +elo*idad ;) enra a una re/ió re/ión n de un *am%o *am%o el-* el-*ri* ri*o o uni&or uni&orme me $z %er%endi*ular a la dire**ión de 'u +elo*idad ex%erimena una a*elera*ión en la dire**ión o%ue'a a la dire**ión del *am%o el-*ri*o. $l *am%o el-*ri*o no e' men'ura(le %ero 'i lo *reamo *reamo'' %or do' %la*a' %la*a' *ondu* *ondu*or ora' a' %lano %lano 'e%arada' una di'an*ia d enre la' *uale' ha) una di&eren di&eren*ia *ia de %oen* %oen*ial ial VD .la rela*ión rela*ión enre VD ) E * e' la 'i/uiene E z=

Fig.3.Es+uema de campos uni,ormes. $'e ara+ie'a la re/ión de *am%o' 'in 'u&rir nin/una de&lexión 'i 'u +elo*idad e'9 dada %or E v = ( 6 ) . B 8i 'e *on'idera un ele*rón de ma'a m ) *ar/a e. uando a(andona el *a:ón de ele*rone' *on *on una una +el +elo*id o*idad ad ;) la *ual *ual 'e %ued %uedee deerminar a %arir de la le) de *on'er+a*ión de la ener/!a

1 2

m v y =e V a ( 7 ) . 2

V D d

( 9) .

Ahora Ahora $l *am%o *am%o ma/n- ma/n-i* i*o o B lo %odemo %odemo'' *al*ular 'i medimo' la *orriene  ue *ir*ula %or la' (o(ina' de a*uerdo *on la e*ua*ión 2. le+ando la' ex%re'ione' 2 " ) # a la e*ua*ión 6

√

2 e va

me

=

V D d

R0 ( 10 ) . 8 √ 5 μNI 25

8i la +aria(le de%endiene e' VD ) la inde%endiene e'  la e*ua*ión 10 ueda a'! V D =

√

e me

8

10 μ √ 10 25

0

dN

R 0

√ V a I ( 11) .

Cond Condee la %end %endie ien nee de e'a e'a rela rela*i *ión ón line lineal al





ma/n- ma/n-i*o i*o radi radio o ) n
Ahora 'i 'e ha*e una *orre*ion a la e*ua*ion 11 11 de(ido de(ido a la /eomer /eomeria ia del . ;e ;er &i/.4.

=ara =ara el e'u e'udi dio o de la' la' *ara *ara* *er er!' !'i i*a *a'' del del &enómeno rela*ionado *on el mo+imieno de ele*rone' (a,o la a**ión de *am%o' el-*ri*o' 'e uilizo uilizo &uene de %oder %ara el  ) ora ora %ara la' %la*a' de&le*ora' de&le*ora' Ena +ez a'e/urado ue la' *onexione' enre el  ) la' &uene' de %oder &ueran la' *orre*a'. ;er &i/.5. Fig.5.Es+uema de conexi#n bobinas de,lectoras. 8e e'*o/ió un +ola,e a*elerador ) 'e %ro*edió a en&o*ar el haz 'o(re la %analla.Conde el

Fig.4.-eometria del "%C . $l &a*or de *orre**ión (ien dado %or 2 sL ( 12 ) . ( s + L )2 $' de*ir ue la e*ua*ion 11 uedara de&inida de la 'i/uiene manera V D =

√

e sL 16 √ 10 10 μ0 dN V a I ( 13 ) . √ V me ( s + L )2 25 R0

V D =

√

e G √ V V a I ( ( 14 ) . me

Conde G e' el &a*or /eom-ri*o G=

sL

( s + L )

16 2

10 μ √ 10

25

0

dN

R0

( 15 ) .

+ola,e a*elerador oal

V a  e' la 'uma de

la' re' &uene' ;G 0 a 12 ;? ;1 0 a 50 ;? ;2  0 a 600 ;. 8e mar*o el %uno 'o(re la %analla *uando ;C F 0 el *ual e'u+o a%roximadamene en el *enro /eom-ri*o de la %analla. 8e de,o V a en un +alor &i,o aumenando el +ola,e de&le*or en la' %la*a' ;C ) 'e midió la de&lexión C? e'*o/iendo la e'*ala a%roximada de 2mm'e omaron 10 dao' lo' *uale' &ueron re/i'rado'. ;er a(la 1. ue/o 'e re/re'o el %oen*ial de&le*or a *ero





de+o+io e'a de&lexión a%li*ando *orriene a de'*ar de'*ar/ar /ar'e 'e a ra+-' ra+-' de una re'i' re'i'en en*i *iaa . la' (o(ina'. e%ia el %ro*edimieno 10 +e*e' $'o' e'9n *one*ado' en 'erie a una &uene %ara o(ener lo' +alore' de ;C ) C. ;e ;er de *orr *orrie ien nee *on *onin inua ua ue ue 'umi 'umini ni' 'ra ra una una a(la 1. di&eren*ia de %oen*ial ;. ;er &i/.5. Fig.6.onta/e experimental . 8e *am(io el +ola,e a*elerador a un +alor ;a ;a di&erene al +alor anerior. 8e en&o*o el haz ) 'e orieno %ara ue el  u+iera la m!nima de'+ia*ión del haz del *enro de la %analla %ara el +ola,e de&le*or 0. 3.0 RESULTADOS. 8e re%iió el mi'mo %ro*edimieno ue 'e hizo $n la %r9* %r9*i i*a *a 'e uil uiliz izar aron on do' do' +ol +ola, a,e' e' %ara el anerior +ola,e a*eleradore' T!" T!" 1: D#$"#%i&' E"()*+i) , Mg'(*i) a*eler a*elerado adorr ) lo' dao' dao' di& di&eren erene e' ' *on *on 7  0,08 m 9  0,0 m d  0,03 m rei' rei'r rad ado' o' &uero ueron n de lo' *uale' 'e V:   5  v V:1  6 5  v i/ual manera a(ulado'. omaron omaron lo' dao' V  44 5  v V1  30 5  v ;er a(la 1. de la de'+ de'+ia ia*i *ión ón V2280 5  v V21200 5  v =ara realizar el C ) el +ola,e V a  3 3 6 5 3 v V a 1  2 3 6 5 3 v ex%erimen ex%erimeno o 'e uilizó uilizó Ce&l Ce&le* e*o orr ;C ;C a VD 5 ,000 VD1 5 ,000 ;D1 5 0,00 una &uene de *orriene *on *onin inua ua*i *ión ón 'e v ; D 5 0 , 0 0  < v < *oni *oninua nua de %oen* %oen*ial ial %re'enan lo' 8 . 0 0 0 0 . 0 0 0 ! . 0 0 0 0 . 0 0 0 C de 50 +olio +olio' ' un re'ulado' 6.000 0.08 .000 0.0! *ir* *ir*ui uio o en el ue ue 'e o(en o(enid ido' o'.. ;e ;er 23.000 0.04= !.000 0.033 en!a en!a un *onden *onden'ad 'ador or a(la 1. 3.000 0.0=3 20.000 0.04> .Datos T!".1 Datos 3=.000 0.0>2 26.000 0.0!8 experimentales 43.000 0.3 3.000 0.088 obtenidos en la 4=.000 0.2> 3!.000 0.06 prctica. 62.000 0.4! 42.000 0.26 68.000 0.!4 4=.000 0.46 Conde 8 e' lon/ lon/i iud ud de la' !4.000 0.88 6.000 0.6> %la*a' d m  0,0034 5 0,000 m1  0,0036 5 0,000 'e%ara 'e%ara*ió *ión n enre enre %la*a' )  la di'an*ia de'de el &inal de la' %la*a' a la %analla .on lo' dao' re/i'rado' en la a(la 1 'e %ro*edió a ha*er la /r9&i*a de la de'+ia*ión C en &un*ión de ;C %ara lo' do' do' +ola +ola,e' ,e' a*el a*eler erad ador ore' e' uil uiliz izado ado'' en la %r9*i*a. ;er ;er &i/.7. &i/.7. on a)uda del %ro/rama $x*el 'e o(u+o la line lineal aliiza*i za*ión ón de la /r9& /r9&ii*a azul azul ) ro,a o,a





V a I Fig.. VD en unci#n de √ V

Fig.-.volta/e en ,unci#n del tiempo. omo omo 'e %uede %uede o('e o('er+ r+ar ar ue ue la' la' /r9& /r9&i* i*a' a' %re'ena una &orma lineal a%roximada *on 'u re'%e* re'%e*i+a i+a lineal linealiza iza*ió *ión n ) el ermi ermino no  2 F 0### )  2 F 0###6.

8e dee deerm rmin inó ó el +alor +alor nomi nominal nal del del &a* &a*or or /eom-ri*o G u'ando la e*ua*ión 15 ) el e +alor eóri*o de la rela*ión me  de a*uerdo *on *on lo' lo' +alo +alore re'' de&i de&ini nido do'' %ara %ara e'a e'a'' do' do' *on'ane' uni+er'ale' a'i mi'mo 'e *al*ulo V a I %ara *ada %ar de dao' de la a(la 1 √ V %ara am(a' *olumna' ;a ) ;aH? ;er a(la 2.

ue/o 'e /ra&i*ó ;C en &un*ión de

V a I . √ V

;e ;er &i/." &i/.". . 8e/ui 8e/uidam damen ene e *on *on a)uda a)uda del %ro/rama $x*el 'e o(u+o la linealiza*ión de la /r9&i*a o(eniendo a'! el +alor a%roximado de la %end %endie ien nee m´´ ) el -rm -rmin ino o  2 F 0##56

m´´= 0,0589 ± 0,0001.

.

T!" T!" 2: D#*#+/i')i&' 0# " +#")i&' #/

VD ± 1 v I*! I*!V Va" ± 1,01 1,019 9 #*v #*v $.000 0.000 8.000 0.000 11.000 0.%&5 15.000 0.'%9 1$.000 0.50$ %0.000 0.(51 %'.000 0.8$0 %5.000 1.0&% '1.000 1.''$ '1.000 1.'&9 '$.000 1.$10 '(.000 1.$8& &%.000 1.91$ &'.000 %.0$8 &(.000 %.'$1 &(.000 %.%%' 51.000 %.&'( 5%.000 %.$(% 58.000 '.00% $&.000 '.&&1 e 11 me te)rico = 1,758820088×10







el +ola,e el +alor de la %endiene di'minu)e %or lo *ual 'u error am(i-n am(i-n di'minu)e. o ue *orro(ora ue %ara +ola,e' a*eleradore' alo' el error di'minu)e )a ue 'e o('e o('er+ r+ó ó ue ue 'e %udo %udo lle/ lle/ar ar a un erro error r %or*enual no mu) alo lo ue e' mu) mu ) (ueno. $'o' %or*ena,e' de error uiz9' 'on de(ido' a ue la &uene uilizada uiz9 no 'umini'ra(a el +alor ue 'e o('er+a(a de(ido a 'u am%lio u'o en la' %r9*i*a' de la(oraorio el +alor ue la &uene 'umini'ra e' m9' alo del ue 'e o('er+a en ella ) uiz9' e'a 'ea una &uene de error *on'idera(le a la hora de realizar la %r9*i*a.

%.0. !IS"USION !E &OS RESU&'!OS. RESU&'!OS. Medi Median ane e el de'a de'arr rrol ollo lo del del in&o in&orm rmee de la %r9*i*a ex%erimenal &ue %o'i(le e'udiar ) anal analiz izar ar la' la' *ara *ara* *er er!' !'i i*a *a'' del del &enó &enóme meno no rela*ionado *on el mo+imieno de ele*rone' (a,o la a**ión de *am%o' *am%o' el-*ri*o'. el-*ri*o'. $n la /r9&i*a de la de'+ia*ión C en &un*ión de ;d. ;er &i/.7 %ara do' +ola,e' a*eleradore' ;a di&erene' 'e o('er+ó ue la de'+ia*ión e' dire*amene %ro%or*ional al +ola,e de&le*or de i/ual i/ual manera manera am(i am(i-n -n 'e a%re*i a%re*iaa ue la de'+ia*ión C iene un *om%oramieno lineal

Ira %o'i(le &uene de error &ue ue a lo me,or la' dimen'ione' ue 'e o('er+an en el u(o de ra)o' *aódi*o' no 'ean la' reale' %or lo *ual no 'e o(iene un +alor eóri*o. Ira %o'i(le *au'a de error ue e' *on'ane u'o del u(o del ra)o' *aódi*o' uiz9' )a ha/a ue no de uno' +alore' de de&lexión %re*i'o' adem9' al realizar la %r9*i*a 'e o('er+ó ue el haz de luz a +e*e' *am(ia(a de &orma %or lo *ual o*a(a (u'*ar un +ola,e en el *ual el haz de luz &uera lo m9' *er*ano a un *ir*ulo ) a'! %oder realizar la %r9*i*a e'a e' una de la' %o'i(le' razone' de %orue lo +alore' no eran del odo odo %re*i'o'C %re*i'o'Cado ado ue en la %r9*i* %r9*i*aa al omar omar manualme manualmene ne ) a o,oK la di'an*ia di'an*ia d a%are*e el &a*or rie'/o de ue 'e %re'enen





medi medida da ue ue aume aumen naa el +ol +ola, a,ee am( am(ii-n n aumena el +alor de la de&lexión. Al aumenar el +ola,e de a*elera*ión ;a 'e di'm di'miinu) nu)ó el %or %or*en *ena, a,ee de err error en la realiza*ión de la %r9*i*a. a de'+ia*ión de lo' ele*rone' en &un*ión del +ol +ola, a,ee de&l de&le* e*o orr 'e *om% *om%or ora a *omo *omo una una rela*ión lineal. .$l %rodu*o ;aC e' dire*amene %ro%or*ional a el +ola,e de&le*or ;C. ).0. RE*EREN"I'S. RE*EREN"I'S.

L1 DA> 8W. 8$A8NMAOW P$MA>8OQ. Eni+er'i)=h)'i*'. D!'i*a. 3$d. $diorial $dior ial A/uilar A/uilar 1#71.216%. 1#71. 216%. L2 =AE A$> =$. omo2. $di*ión de 1#7". L38erRa). . A. A. D!'i*a %ara *ien*ia' *ien* ia' e in/enier!a omo . Bo/o9 M*. GraRN@ill. 2002. 5S $di*ión.

+.0 'NE,OS.

=a

de de

in

l

lai ai

(

Δw =|w|

Δq Δr + |q| |r|

)

6.









Deflexion Electrica Final

Recommend Documents