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29 O efeito de um campo elétrico no movimento de partículas 5- Qual o comportamento do ponto luminoso na tela de fósforo verde à medida que a diferença de potencial entre as placas aumenta? Por quê? R; O ponto luminoso se move para a esquerda. O ponto iluminado (Indicador da movimentação de cargas (-q)) sofre um desvio devido a influência do aumento de potencial do campo elétrico. 6- Aumente a corrente elétrica do canhão de elétrons para 1ª, clicando acima do dígito das centenas no controlador (o segundo visor da esquerda para a direita). O que acontece com o ponto luminoso na tela de fósforo verde? Por quê? R: O ponto luminoso se move para a direita. Aumentando a corrente elétrica os pontos iluminados ficam menos sensíveis ao efeitos do campo elétrico. 7- O que acontece com o ponto luminoso quando você aumenta a energia cinética do feixe de elétrons? Por quê? R: O ponto luminoso se move para a direita. Quanto maior for a energia cinética dos elétrons emitidos pelo canhão de elétrons, menos sensíveis eles serão aos efeitos do campo elétrico externo aplicado para tentar desviar sua trajetória. 8- Agora vamos trocar o modo de emissão para partículas alfa, zerando o medidor de campo elétrico ajustando os valores até o ponto luminoso ficar no ponto central da tela de fósforo verde. R: Ainda com o canhão de elétr ons basta zerar o m edidor de campo elétrico par a que o ponto luminoso fique no ponto central da tela de fosforo verde R: Ainda com o canhão de elétr ons basta zerar o m edidor de campo elétrico par a que o ponto luminoso fique no ponto central da tela de fosforo verde R: Ainda com o canhão de elétr ons basta zerar o m edidor de campo elétrico par a que o ponto luminoso fique no ponto central da tela de fosforo verde R: Ainda com o canhão de elétr ons basta zerar o m edidor de campo elétrico par a que o ponto luminoso fique no ponto central da tela de fosforo verde R: Ainda com o canhão de elétrons basta zerar o medidor de campo elétrico para que o ponto luminoso fique no ponto central da tela de fosforo verde. R: Ainda com o canhão de elétr ons basta zerar o m edidor de campo elétrico par a que o ponto luminoso fique no ponto central da tela de fosforo verde. 9- Devolva o canhão d e elétrons arrastando para 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 (On/Off) para abrir a janela da fonte de partículas. R: Qual a posição do ponto luminoso na tela de fósforo? No centro da tela. 10- Altere o campo elétrico de V (volts) para kV (quilovolts) clicando no botão acima da unidade (tem que aparecer uma mãozinha), observe que o movimento do ponto luminoso enquanto você aumenta a diferença de potencial d e 0 kV para - 5,9 kV, é pequeno. Qual o lado que o ponto luminoso se deslocou? R: O ponto luminoso se deslocou levemente para a esquerda. 11- Por que é necessário uma diferença de potencial maior para mover as partículas alfa em relação ao feixe de elétrons? R: Porque a energia das partículas alfa é muito maior do que a dos elétrons, pois elas são maiores tanto em massa quanto em carga. 12- Qual o comportamento do feixe quando mudamos o sinal para positivo? R: Vemos que o feixe de partículas alfa se desloca para a direita. 13- Do que é formada uma partícula alfa? R: Uma partícula alfa é o núcleo de um átomo de hélio, ou seja, tem 2 prótons. 30 Capacitores Objetivo 1-Abra o Virtual Physics e clique em Capacitors na lista de experimentos. O laboratório virtual vai abrir a bancada de circuitos elétricos (Circuits). 2-No momento que você abre o experimento existe um resistor e um capacitor ligado a uma fonte de alimentação com 10V (chamado de gerador de função), esta fonte está desligada. O resistor é utilizado para aumentar o tempo de carga e descarga do capacitor. 3-Se observarmos o circuito temos um multímetro medindo a tensão (voltagem) e um osciloscópio também ligado ao capacitor. Para ligar o osciloscópio clique em cima dele e arraste para não atrapalhar a visualização da mesa de experimentos. 4- Precisamos medir a tensão e o tempo, usando um cronômetro, anote a elevação de tensão e o tempo. Para dar início ao experimento, clique na prancheta do lado direito e selecione o item 6, Charging Capacitor. Seja rápido pois tem que medir a tensão e o tempo, talvez precise de alguém para ajudar a cronometrar. Anote todos o s dados até o capacitor chegar em 5 V. Segue a tabela exemplo a seguir. Preencha todos os valores e faça um gráfico da tensão em função do tempo . 5-Se precisarmos armazenar mais energia, temos que aumentar a capacitância. Por quê? R: Sim, porque a energia de armazenamento é diretamente proporcional a carga do capacitor. 6- Se precisarmos diminuir o tempo de carga de um capacitor quais os componentes que podemos alterar no circuito? R: O resistor e o capacitor. 7-Agora v amos descarregar o capacitor, clique no botão Reset Lab no canto inferior da mesa. Clique na prancheta do lado direito e selecione o item 7, Discharging Capacitor, descarregando o capacitor, onde temos um circuito de descarga de um capacitor. Anote na tabela o s respectivos valores do tempo de descarga, de 10V até chegar em 0V, conforme a tabela, em seguida realize os gráficos da tensão em função do tempo. 33 O efeito de um campo magnético no movimento de partículas carregadas Objetivo 33 O efeito de um campo magnético no movimento de partículas carregadas 33 O efeito de um campo magnético no movimento de partículas carregadas 33 O efeito de um campo magnético no movimento de partículas carregadas Objetivo 33 o efeito do campo magnético no movimento de partículas carregadas. Objetivo Estudar o efeito de um campo magnético no movimento de cargas elétricas. 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 podem os 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 eletroimã (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 luminoso na tela de fósforo? R: Muda a posição para o lado direito. 5 diminua o campo magnético para 20 μT, o que acontece com o ponto luminoso? Por quê? R: Fica em uma posição intermediaria entre o ponto central e o ponto de 40 μT, devido a diminuição do campo magnético que provoca o desvio. 7- Paradesviar mais o feixe de elétrons, quais parâmetros você mudaria? R: A intensidade do 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 canhão de elétrons. Abra a janela da fonte de partículas alfa (on/off) para iniciar a emissão, verifique se aparece na tela de fósforo. 9-Altere a unidade do campo magnético de μT para MT (militesla) clicando no botão acida da unidade. Clique três vezes no botão acima do dígito da centena para ajustar o campo magnético 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: Ocorre um desvio do feixe a esquerda. A diferença é que a carga da partícula alfa é positiva, e a carga dos elétrons é negativa. 11- Qual o motivo de se aumentar o campo magnético para desviar as partículas alfa comparado ao feixe de elétrons? R: Devido a massa da partícula alfa ser maior do que dos elétrons. 12-Por que somente as partículas em movimento são desviadas pelo campo magnético? R: Por que cargas em movimento geram campo magnético que interagem com o campo magnético das placas. 13- Qual é a carga de uma partícula alfa e como ela é formada? R: Partícula alfa é um núcleo de um átomo de Hélio com dois prótons e dois nêutrons. 14- Cite exemplos de aplicações na atualidade. R: Aplicações na medicina, diagnóstico e terapia. DE 16 PÁGINAS
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