29 O efeito de um campo elétrico no movimento de partículas carregadas

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- O efeito de um campo elétrico no movimento de partículas carregadas
Inicie o Virtual Physics e selecione Effect of an Eletric Field on Moving Charges na lista de experimentos. O programa vai abrir a bancada de física quântica (Quantum).
O experimento está montado em cima da mesa. Um canhão de elétrons (Electron Gun) está no canto esquerdo da mesa. Qual tipo de carga os elétrons possuem?
Os elétrons carregam cargas negativas
No canto direito da mesa está a tela de fósforo (Phosphor Screen) que detecta as partículas com carga. Clique no botão verde-vermelho (On/Off ) para ligar a tela de fósforo. O que você observa? O que você imagina que isso representa?
Vemos um ponto luminoso no centro da tela e podemos perceber a chegada dos elétrons até a tela de fósforo.
Arraste a janela do laboratório para baixo e para esquerda, e arraste a janela do detector de fósforo para cima e para direita, diminuindo a sobreposição. Aperte o botão (Grid) na tela de fósforo. Clique nos botões acima e abaixo dos dígitos para modificar o campo elétrico (Electric Field ) localizado no centro da mesa. Observe o ponto iluminado na tela do detector. Ajuste o campo elétrico para 5 V (cuidado para não clicar entre os dígitos, pois isso muda a posição do ponto decimal; para mudar o ponto decimal de volta, clique onde ele estava originalmente). O que acontece com o ponto iluminado na tela de fósforo?
Percebemos que conforme aumentamos a voltagem o ponto se desloca do centro da tela para a esquerda.
O que aconteceria com o ponto iluminado na tela de fósforo se a voltagem dos elétrons emitidos aumentasse? Por quê?
Percebemos que o ponto retorna ao centro da tela, porque a voltagem dos elétrons emitidos supera o campo que distorce sua trajetória.
Aumente a voltagem do canhão de elétrons clicando acima do dígito das centenas no controlador (o segundo visor da esquerda para a direita). Você não está alterando o número de elétrons emitidos e sim a energia potencial dos elétrons emitidos. O que acontece com o ponto iluminado na tela de fósforo? Por quê?
Percebemos que o ponto retorna ao centro da tela, porque a voltagem dos elétrons emitidos supera o campo que distorce sua trajetória.
O que aconteceria com o ponto iluminado se você aumentasse a voltagem do campo elétrico que o feixe de elétrons atravessa? Por quê?
Percebemos que conforme aumentamos a voltagem o ponto se desloca do centro da tela porque o campo elétrico desvia a trajetória dos elétrons.
Teste sua previsão. Em seguida, zere o medidor de campo elétrico ajustando os valores até o ponto iluminado ficar na região central da tela de fósforo.
Arraste o canhão de elétrons para devolvê-lo ao balcão do almoxarifado (Stockroom). Clique no almoxarifado para entrar e clique duas vezes no canhão de elétrons para devolvê-lo à prateleira. Clique duas vezes na fonte de partículas alfa (Alpha Source) para selecioná-la ou arraste-a para o balcão. Clique na seta verde Return to Lab para voltar à bancada. Arraste a fonte de partículas alfa para a mesa, colocando-a no mesmo lugar em que estava o canhão de elétrons. Clique na fonte de partículas alfa para acionar o emissor (On/Off ). O que aparece na tela de fósforo? Qual a carga das partículas alfa?
Percebemos não haver alteração na trajetória das partículas alfa por parte do gerador de campo elétrico dessa forma demonstrando serem partículas positivas.
Mude a unidade do campo elétrico de V (volts) para kV (quilovolts) clicando no botão acima da unidade. Esse campo elétrico é mil vezes mais forte do que o campo elétrico utilizado anteriormente com o canhão de elétrons. Observe o ponto iluminado enquanto você aumenta a força do campo elétrico de 0 kV para 5 kV. O movimento é sutil, então preste atenção. Para qual direção o ponto iluminado se deslocou quando você aumentou o campo elétrico? 
Compare a direção desse movimento com a direção do movimento do feixe de elétrons no campo elétrico?
Percebemos o ponto luminoso deslocar-se para a direita, sentido contrário a quando houve emissão de elétrons.
Por que é necessário um campo elétrico significativamente mais forte para mover as partículas alfa em relação ao feixe de elétrons?
Porque as partículas alfa são positivas (prótons) e apresentam maior massa.