Determinacion De La Carga Del Electron

Determinación de la carga específica del electrón.

FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS

RESUMEN

La partícula con carga eléctrica en un campo magnético describe un movimiento circular uniforme, gracias a que la fuerza magnética es perpendicular a la velocidad de dicho cuerpo.

La energía cinética de la partícula permanecerá constante únicamente si el campo magnético no fluctúa en el tiempo.

Es necesario que para obtener el valor adecuado de la carga elementar y su relación con la masa, se utilice otro instrumento de medición del campo magnético; la implementación de uno con defectos nos produjo resultados: aunque de orden 1011 C/kg, erróneos.

PALABRAS CLAVES:

Carga elemental, campo magnético, potencial eléctrico.

ABSTRACT

The electrically charged particle in a magnetic field describes a uniform circular motion, thanks to the magnetic force is perpendicular to the velocity of the body. The kinetic energy of the particle will remain constant only if the magnetic field does not fluctuate over time. It is necessary to obtain the appropriate value of the elementary charge and its relationship with the dough, use another tool to measure the magnetic field, the implementation of a flawed we produced results, but of order 1011 W / kg, wrong.

KEY WORDS:

Elementary charge, magnetic field, electric potential.

INTRODUCCIÓN

En este trabajo se determinará el valor de la carga elemental, para ello estudiaremos el comportamiento descrito por un haz de electrones inmersos en un campo magnético y las condiciones en las cueles la energía cinética de los mismos permanece constante.

Se dilucidará, cuales son los factores que inducen, al objeto en mención, a describir una órbita circular y compararemos los resultados experimentales (relación carga-masa) con el valor obtenido por J J Thomson: e/me 〖=1.77 x 10〗^11C/Kg.

MARCO TEÓRICO:

Cuando una partícula con una carga q se dispara con una velocidad v en una región donde existe un campo magnético, sobre ella se ejerce una fuerza F, que tiene las siguientes características:

Si la partícula esta en reposo o tiene la misma dirección o en dirección opuesta al campo magnético, entonces la fuerza es cero.

Cuando la partícula se mueve de tal manera que su velocidad v, forma un ángulo θ con las líneas de campo, entonces la fuerza es proporcional a v (velocidad de la partícula), a β (campo magnético) y al senθ.

La fuerza es perpendicular a v y a β.

Estas observaciones se resumen en la ecuación:

F= qv x β (1)

La cual define la fuerza sobre una partícula cargada, originada por la interacción de la misma con un campo magnético.

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

Lo que buscamos ver es un haz de electrones, dentro de un tubo al vacio, que describen un movimiento circular a causa de un intenso campo magnético. Dicho campo resulta por el movimiento de los portadores de carga, en dos bobinas de helmholtz, que rodean el tubo al vacío.

Inicialmente conectamos el terminal entrada de 6.3V del tubo de rayo filiforme, a la salida de 6.3V de la fuente de alimentación cc.

Para medir el potencial V, conectamos el voltímetro a la salida de 500V; hecho esto conectamos la fuente de alimentación cc y el amperímetro (en serie), con las bobinas de Helmholtz.

Encendimos la fuente de alimentación cc, ajustamos el potencial a 350V, en principio, y después se hizo observable la emisión de electrones; optimizamos el rayo de electrones variando la tención en el cilindro de Wehnelt hasta que el rayo se torció llegando a ser una circunferencia.

Medimos el diámetro inicial de la trayectoria.

Aumentamos el amperaje en pasos de 0.2 amperios y medimos el diámetro en cada caso.

Repetimos el paso anterior para las tensiones de 301V, 250V, 200 V.

CÁLCULOS Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS:

Para la descripción del movimiento de una partícula inmersa en un campo magnético, consideramos que dicho cuerpo se mueve bajo la acción de la fuerza magnética expresada en la ec. 1, el haz de electrones estaba dotado de un movimiento circular. Podemos expresar la ec 1; bajo la última consideración expuesta, como:

qv x β = mev^2/r (2)

A partir de esta expresión, la relación carga-masa, resulta:

e/me= v/βr (3)

Analizaremos ahora, como a partir de la energía del electrón; podemos determinar la relación carga- masa en función del potencial eléctrico y la velocidad del mismo:

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