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

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O efeito de um campo elétrico no movimento partículas 
carregadas 
Murillo Silva Silveira 
Centro Universitário Uninter 
Pap – Av Maruipe. – CEP: 29045 - 235 – Santa Luiza – ES - Brasil 
e-mail: murillossilveira@hotmail.com
Resumo. Investigar os efeitos estáticos de campos elétricos no movimento de diversas partículas 
carregadas. 
Palavras chave: campo elétrico, partículas carregadas, eletricidade. 
Introdução 
Assim que os cientistas começaram a investigar as propriedades dos átomos eles descobriram que é possível 
extrair partículas carregadas negativamente e a chamaram de elétrons. Para entender a natureza dessas partículas, 
os cientistas precisavam saber quanta carga elas carregavam e qual era seu peso. J.J. Thompson foi um professor 
de física no renomado Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge. Em 1887, Thompson demonstrou 
que era possível determinar a razão entre a carga e a massa dos elétrons (q/me) ao medir quanto o feixe de 
elétrons desvia em um campo elétrico ou magnético. A partir dessa razão, é possível calcular a carga e a massa 
individual de um elétron. 
Outra partícula expelida durante o decaimento nuclear é a partícula alfa. Uma partícula alfa é um núcleo de 
hélio, ou seja, um átomo de hélio sem seus elétrons. Como será visto, um feixe de partículas alfa também pode 
ser desviado em um campo elétrico. 
Procedimento Experimental 
1 – Abra o Virtual Lab. 
2 – Escolha Enter Lab e selecione os equipamentos que serão usados no experimento. 
3 – Selecione os equipamentos para o nosso experimento na prateleira de sources - Electron Gun, modifiers – 
Electric field, detectors – phosphor screen. 
Figura 1 - Escolhendo os equipamentos 
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4 – Após a escolha dos equipamentos clicar em return to lab, e adicionar cada equipamento em sua devida 
posição, ligar o eléctron gun e o phosphor screen, setar os valores para cada equipamento, para o electron gun 
setar 1000 e/s e a saída de 100eV, para o electric field selecionar 5V, verificar no phospor screen que ao ir 
aumentando o campo magnético o feixe luminoso se move na direção horizontal no sentida da direita para a 
esquerda. 
Figura 2 – Resultado 
5 – Aumentando a tensão dos elétrons: ao aumentarmos a tensão dos elétrons de 100eV para 200eV conforme 
a figura abaixo. 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, observaremos na tela 
que os elétrons que incidem sobre ela estão sendo defletidos para a esquerda. À medida que aumentamos a energia 
cinética esse efeito fica cada vez menor. 
Figura 3 - Aumento da tensão dos elétrons 
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6 - Aumentando a voltagem os pontos iluminados ficam menos sensíveis aos efeitos do campo elétrico. 
7- Aumentando o valor do campo elétrico que o feixe luminoso atravessa de 5V para 10V, a deflexão pelo feixe
luminoso aumenta. 
Figura 4 - Aumento do campo elétrico 
8 – Centralizando o feixe luminoso zerando o campo elétrico. 
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9 - 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 ). 
 
Na tela de fósforo, aparece o feixe de partículas alfa que está sendo emitido pela fonte de partículas alfa. A carga 
das partículas alfa é positiva. 
 
 
 
Figura 5 - Ligando a fonte de raios alfa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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10 - 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.O feixe luminoso se deslocou para o lado direito. 
Conforme aumentamos a intensidade desse campo percebemos que o feixe de partículas alfa se desloca muito 
pouco para a direita, agora os elétrons são cada vez mais defletidos para a esquerda conforme cresce a 
intensidade do campo. 
 
 
Figura 6 - Aumentando o campo elétrico 
11- É necessário um campo elétrico significativamente maior nas partículas alfa pois elas são maiores que a dos 
elétrons tanto em massa quanto em carga. 
 
Conclusão 
Tirando conclusões: Por que é necessário um campo elétrico significativamente mais forte para mover as 
partículas alfa em relação ao feixe de elétrons? 
Porque a energia das partículas alfa é muito maior do que a dos elétrons, pois elas são maiores tanto em massa 
quanto em carga.