Física Eletricidade Experimento 33 O efeito de um campo magnético no movimento de partículas carregadas

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33 O efeito de um campo magnético no movimento de 
partículas carregadas 
 
Objetivo 
Estudar o efeito de um campo magnético no movimento de cargas elétricas. 
 
Procedimento 
1-Abra o Virtual Physics e selecione The Effect of a Magnetic Field on Moving Charges na lista 
de experimentos. O programa vai abrir a bancada de física quântica (Quantum). 
 
2-Podemos observar o experimento montado, onde podemos visualizar o canhão de elétrons 
(Electron Gun), o eletroímã, para o desvio dos elétrons; e a tela de fósforo verde (Phosphor 
Screen) para detecção das partículas. 
3-Para realizar o experimento clique na tela de fósforo verde e arraste a tela para não ficar em 
cima do experimento montado. Em seguida clique no botão verde-vermelho (On/Off), onde 
podemos observar o ponto luminoso no centro da tela. Aperte o botão (Grid). 
4-Agora vá para o eletroímã (situado no centro do experimento) e ajuste o campo magnético 
(Magnetic Field) para 40 μT (microtesla), clicando três vezes o botão acima do dígito da dezena 
(cuidado para não clicar entre os dígitos, isso muda a posição do ponto decimal; para mudar o 
ponto decimal de volta, clique onde ele estava originalmente). Qual a posição do ponto lumi-
noso na tela de fósforo? 
R: O ponto luminoso deslocou-se aproximadamente 4,6 unidades para a direita da tela, como 
pode ser visto na figura a seguir. 
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5- Diminua o campo magnético para 20 μT, o que acontece com o ponto luminoso? Por quê? 
R: O ponto luminoso se desloca para a esquerda, ficando a aproximadamente 2,3 unidades do 
centro da tela (conforme mostra a figura abaixo). Isto acontece porque com a diminuição do 
campo magnético, a força magnética que atua sobre os elétrons diminui, produzindo um des-
vio menor na trajetória. 
 
 
 
6- Diminua a intensidade do feixe do canhão de elétrons clicando acima do dígito da centena 
para 1e/s. O que você observa na tela de fósforo verde? 
R: O ponto luminoso desapareceu. 
7- Para desviar mais o feixe de elétrons, quais parâmetros você mudaria? 
R: Diminuiria a energia cinética ou aumentaria o campo magnético. 
8-A seguir altere o campo magnético de modo que o ponto luminoso fique no ponto central da 
tela de fósforo verde, vamos trocar de fonte o canhão de elétrons levando para o 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 até a mesa e coloque-a onde estava o ca-
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nhão de elétrons. Abra a janela da fonte de partículas alfa (on/off) para iniciar a emissão, veri-
fique se aparece na tela de fósforo. 
R: Aparece um ponto luminoso no centro da tela. 
 
9-Altere a unidade do campo magnético de μT para mT (militesla) clicando no botão acima da 
unidade. Clique três vezes no botão acima do dígito da centena para ajustar o campo magnéti-
co para 400 mT. 
10-Para qual posição se deslocou o ponto luminoso na tela de fósforo verde? Qual a diferença 
do feixe de partículas alfa para o feixe de elétrons no campo magnético? 
R: O ponto luminoso deslocou-se para a esquerda, ficando a aproximadamente 4,6 unidades 
distante do centro da tela (figura abaixo). 
 
11- Qual o motivo de se aumentar o campo magnético para desviar as partículas alfa compa-
rado ao feixe de elétrons? 
R: Porque a massa de uma partícula alfa é muitíssimo maior que a de um elétron. 
 
12-Por que somente as partículas em movimento são desviadas pelo campo magnético? 
R: Porque devido às cargas elétricas das partículas, surge um campo magnético em volta da 
trajetória das mesmas, enquanto estas estão em movimento. Este campo magnético interage 
que intercepta a trajetória, produzindo a força magnética que provoca o deslocamento do 
feixe. Partículas carregadas eletricamente, estando paradas, não produzem campo magnético 
e, portanto não ficam sujeitas a força magnética. 
 
13- Qual é a carga de uma partícula alfa e como ela é formada? 
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R: As partículas alfa são núcleos de átomos de Hélio, sendo compostas por dois prótons e dois 
nêutrons, tendo carga elétrica de 3,2 x 10-19 C. 
 
14- Cite exemplos de aplicações na atualidade. 
R: O raios alfa são empregados principalmente na medicina. Os feixes de elétrons são empre-
gados nos tubos de raios catódicos usados em televisores e osciloscópios.