3B SCIENTIFIC PHYSICS

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Danilo Natal Bentes
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3B SCIENTIFIC PHYSICS Tubo d fix strito U8481430 Instruçõs para o uso 07/10 ALF 1 Tubo d fix strito 2 Bas d conxão 3 Conxão para ânodo 4 Conxão para cátodo 5 Conxão para cilindro d Whnlt 6 Conxão

Não sujitar os tubos a qualqur tipo d sforço físico. Tnsõs xcssivamnt altas, corrnts tmpraturas d cátodo rrônas, podm lvar à dstruição dos tubos. Rspitar os parâmtros opracionais indicados.

1 3B SCIENTIFIC PHYSICS Tubo d fix strito U Instruçõs para o uso 07/10 ALF 1 Tubo d fix strito 2 Bas d conxão 3 Conxão para ânodo 4 Conxão para cátodo 5 Conxão para cilindro d Whnlt 6 Conxão para spiral d aqucimnto 1. Indicaçõs d sgurança Tubos catódicos incandscnts são ampolas d vidro vacuadas d pards finas, manusar com cuidado: risco d implosão! Não sujitar os tubos a qualqur tipo d sforço físico. Tnsõs xcssivamnt altas, corrnts tmpraturas d cátodo rrônas, podm lvar à dstruição dos tubos. Rspitar os parâmtros opracionais indicados. Durant a opração dos tubos podm ocorrr tnsõs prigosas ao contato altas tnsõs no campo da conxão. Só utilizar cabos para nsaios d sgurança para as conxõs. Somnt ftuar conxõs nos circuitos com os lmntos d alimntação létrica dsconctados. Somnt montar dsmontar o tubo com os aparlhos d alimntação létrica dsligados. Durant o funcionamnto, o gargalo do tubo s aquc. Dixar sfriar o tubo ants guardar-lo. O cumprimnto das dirtivas EC para compatibilidad ltromagnética só stá garantido com a utilização dos aparlhos d alimntação létrica rcomndados. 2. Dscrição O tubo d raios d fix strito srv para a psquisa do dsvio d fixs d létrons m campos magnéticos homogênos utilizando-s o par d bobinas d Hlmholtz U , assim como para a dtrminação quantitativa da carga spcífica do létron /m. O canhão d létrons s ncontra numa ampola d vidro é fito d um cátodo óxido aqucido, um cilindro d Whnlt um ânodo d orifício numa atmosfra d rsíduos d néon com prssão do gás ajustada com 1

2 prcisão. Os átomos d gás são ionizados ao longo do prcurso d vôo dos létrons surg assim um fix luminoso, d limits nítidos. Marcas d mdição intgradas prmitm uma dtrminação do diâmtro da órbita do raio dsviado no campo magnético sm paralax. O tubo d raios d fix strito ncontra-s montado sobr uma bas com tomadas d conxão coloridas. Para a protção do tubo xist na tomada um circuito d protção, qu dsliga a tnsão acima do Cutoff- Voltag (Tnsão d dsligamnto) indicado na bas do tubo. O circuito d protção vita, qu uma tnsão dmasiado alta dstrua o aqucdor cuida para qu ao ligar, a tnsão suba d manira suav. Prnchimnto gasoso: Prssão do gás: Tnsão d aqucimnto: 3. Dados técnicos néon 1,3 x 10-5 bar 4 a 12 V DC (vr a indicação Cutoff-Voltag sobr a bas do tubo) Corrnt d aqucimnto: 300 a 450 ma Tnsão d Whnlt: 0 a -50 V Tnsão anódica: 200 a 300 V Corrnt anódica: < 0,3 ma Diâmtro circular do fix: 20 a 120 mm Afastamnto das marcas d mdição: 20 mm Diâmtro das ampolas: 160 mm Altura total com a bas: 260 mm Placa bas: 115 x 115 x 35 mm 3 Massa: aprox. 820 g 4. Fundamntos grais Sobr um létron qu s mov com vlocidad v prpndicularmnt a um campo magnético B, ag a força d Lorntz prpndicularmnt à vlocidad do campo magnético F v B (1) : carga lmntar El impl o létron como força cntrípta 2 m v F (2) r m: massa d létrons numa órbita d raio r. Por isso é mv B (3) r A vlocidad v dpnd da tnsão d aclração U do canhão d létrons: v 2 U (4) m Para a carga spcífica do létron é válido: m 2 U (5) r B 2 S for mdido a cada vz o raio d órbita r para divrsas tnsõs d aclração U difrnts campos magnéticos B, assim os valors mdidos s ncontram num diagrama r 2 B 2-2U conform Gl. (5) numa rta d origm com a inclinação / m. O campo magnético B é criado num par d bobinas d Hlmholtz é proporcional à corrnt I H através d uma só bobina. O fator d proporcionalidad k pod sr calculado a partir do raio d bobina R = 147,5 mm do númro d spiras N = 124 por bobina: B k I H com k Vs Am N 0, 756 R mt A Com isto, todas as grandzas dtrminants para a carga spcífica do létron são conhcidas. 5. Exigência d aparlhos complmntars 1 Font d alimntação DC 300 V (230 V, 50/60 Hz) U Font d alimntação DC 300 V (115 V, 50/60 Hz) U Font d alimntação DC 20 V, 5 A (230 V, 50/60 Hz) U Font d alimntação DC 20 V, 5 A (115 V, 50/60 Hz) U Font d alimntação DC 500 V (230 V, 50/60 Hz) U Font d alimntação DC 500 V (115 V, 50/60 Hz) U Par d bobinas d Hlmholtz U Multímtro analógico AM50 U17450 Cabos para xpriências d sgurança 6.1 Montagm 6. Utilização Colocar o tubo d raios d fix strito ntr as duas bobinas d Hlmholtz. Para podr obsrvar mlhor o fix d létrons, a xpriência dv sr ralizada num local obscurcido. 2

3 6.1.1 Conxão do tubo d fix strito com o font d alimntação DC 300 V U Eftuar a conxão do tubo conform a fig. 1. Conctar o voltímtro parallo a isso na saída d 300 V. Conctar as bobinas m séri com a font d alimntação DC 20 V U33020 conform a fig. 2, d modo qu ambas as bobinas sjam prcorridas pla corrnt no msmo sntido Conxão do tubo d fix strito com o font d alimntação DC 500 V U33000 Eftuar a conxão do tubo conform a fig Ajust do fix d létrons Aplicar uma tnsão d aqucimnto d, por xmplo, 7,5 V. (a tnsão d aqucimnto tm qu situar-s abaixo do Cutoff-Voltag.) Caso não s obsrv uma curvatura do fix d létrons: Invrtr a polaridad das bobinas d modo qu a corrnt prcorra ambas as bobinas no msmo sntido. Caso a curvatura do fix d létrons não apont para cima: Para invrtr a polaridad do campo magnético, intrcambiar os cabos d conxão na font d alimntação. Elvar mais a corrnt da bobina vrificar s o fix forma um prcurso circular fchado m si. Caso o círculo não s fch: Girar o tubo d fix strito junto com a sua bas no ixo vrtical. Esprar aprox. 1 minuto ants d ligar, até qu a tmpratura da spiral d aqucimnto s stabiliz. Aumntar dvagar a tnsão anódica até máx. 300 V (o fix primiramnt horizontal torna-s visívl por uma luz tênu azulada). Slcionar a tnsão d Whnlt d modo qu sja visívl um fix o mais fino, dfinido, possívl. Aprfiçoar a dfinição a claridad do fix através da variação da tnsão d aqucimnto. Elvar a corrnt d bobina I H através das bobinas d Hlmholtz vrificar s o fix d létrons stá curvado para cima. 7. Exmplo d xpriência Dtrminação da carga spcífica / m do létron Slcionar a corrnt d bobina d tal manira, qu o raio da órbita sja d, por xmplo, 5 cm, anotar o valor ajustado. Rduzir a tnsão anódica a passos d 20 V a 200 V, slcionar a corrnt d bobina I H a cada vz d modo qu o raio continu constant anotar sss valors. Rgistrar séris d xpriências adicionais para raios orbitais d 4 cm d 3 cm. Para uma anális mais dtalhada, insrir dos valors d mdição num diagrama r 2 B 2-2U (vja fig. 3). O aumnto dos dados originais corrspond a /m. U Off On ı O V V V PE Fig. 1: Conxão do tubo d fix strito com o font d alimntação DC 300 V U

4 Fig. 2: Conxão létrica do par d bobinas d Hlmholtz U / V B r / mt cm Fig. 3: Diagrama r 2 B 2-2U dos valors d mdição (prto: r = 5 cm, vrmlho: r = 4 cm, vrd: r = 3 cm) 4

5 A U V V V V Fig. 4: Conxão do tubo d fix strito com o font d alimntação DC 500 V U33000 Elw Didactic GmbH Stinflsstr Klingnthal Almanha 3B Scintific GmbH Rudorffwg Hamburgo Almanha Sob rsrva d altraçõs técnicas Copyright B Scintific GmbH

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