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Instituto de Física Universidade de Brasília 1 Experimento 6 – Deflexão elétrica e magnética de elétrons Os tubos de raios catódicos (tubos de Crokes) são dispositivos que geram imagens a partir da incidência de um feixe de elétrons (raios catódicos) numa tela recoberta de fósforo. O feixe de elétrons pode ser defletido por campos elétricos ou magnéticos, o que possibilita que ele se movimente e trace imagens na tela. ESTUDE O FUNCIONAMENTO DE UM TUBO DE RAIOS CATÓDICOS. Neste experimento analisaremos o que ocorre com um feixe de elétrons ao serem acelerados em direção a uma tela fosforescente, gerando aí um ponto luminoso. MATERIAL Um tubo de raios catódicos; 3 fontes tensão/corrente; 2 bobinas (máximo 4A); 2 tripés; 2 placas de apoio; Régua; Cabos para conexão. Na figura 1 apresentamos a conexão dos cabos entre as fontes e o tubo de raios catódicos. Verifique se tudo está conectado de maneira correta, caso o experimento já esteja montado. Em 2 podemos observar o circuito do tubo de raios catódicos. Na figura 3 vê-se a base do tubo de raios catódicos. Instituto de Física Universidade de Brasília 2 Figura 1 Montagem das conexões elétricas do sistema. A figura 3 apresenta as conexões elétricas do sistema, apresentando os valores nominais de tensão. Instituto de Física Universidade de Brasília 3 Figura 2 Detalhe da base do tubo de raios catódicos. Detalhes do circuitos podem ser observados na figura 3. Figura 3 Circuito do Tubo de raios catódicos. As tensões podem ser variadas dependendo do procedimento a ser adotado. Instituto de Física Universidade de Brasília 4 1 – CAMPO ELÉTRICO O objetivo consiste em construir um gráfico da deflexão que os elétrons sofrem ao passar por duas placas defletoras que produzem um campo elétrico. Veja figura 3. Observe a formação de ponto verde que deve está aproximadamente no centro do tubo; Coloque a régua em cima do tubo e marque a posição do feixe (ponto verde); Para a tensão no cátodo Va = 300, 400, 500 e 600 V varie a tensão Vpp’ (tensão entre os defletores esquerdo e direito) de -60 a 60 V; Percebam que mexendo o experimento o ponto se desloca. Por que isso ocorre? Faça o gráfico D x Vpp’. Instituto de Física Universidade de Brasília 5 2 – CAMPO MAGNÉTICO Figura 4: Arranjo experimental da etapa do experimento com campo magnético. Note que a única diferença no arranjo experimental é que retiramos os conectores dos plugs “left” e “right” (defletores) e os conectamos da fonte direita diretamente às bobinas. (1) Fonte, (2) Tubo de raios catódicos, (3) Bobinas e (4) Fonte PHYWE. Se uma carga elétrica (feixe de elétrons) estiver se movimentando dentro de um campo magnético, o campo gerado por ela irá interagir com o campo existente, ficando a carga sujeita a uma força magnética. É o que ocorre quando aproximamos um par de bobinas externas ao tubo produzindo um campo magnético perpendicular ao feixe. O feixe de elétrons dentro do tubo é desviado da posição original. Conecte as bobinas em série com a fonte; Se a polaridade do campo magnético estiver correta um feixe curvo e luminescente estará visível; Variando a corrente nas bobinas, ou seja, variando a intensidade do campo magnético, obtenha o gráfico da deflexão do feixe em função da corrente. Obtenha um gráfico da deflexão do feixe em função da tensão de aceleração do elétron.
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