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entrada
tangencial
perpendicular así como para la observación de las
trayectorias espirales de electrones con con entrada
axial y campo magnético coaxial.
El tubo de dos rayos es un balón de vidrio evacuado
parcialmente y con llenado de helio, con un cañon
de electrones tangencial y uno axial llevando un
cátodo de óxido de caldeo indirecto. Los rayos de
electrones ordenados perpendicularmente entre sí,
permiten el uso de una placa de desviación común
para ambos cañones de electrones. Las trayectorias
de los electrones se hacen visibles como rayos
luminosos finos ténues verdes, debido a las
excitaciones de los átomos de helio por medio de
choques.
3. Datos técnicos
Tensión de caldeo:
Tensión anódica:
Corriente anódica:
Tensión de deflexión:
Ampolla de vidrio:
Longitud total:
Llenado de gas:
4. Servicio
Para la realización de experimentos con el tubo de
dos
rayos
se
requieren
siguientes aparatos:
1 Soporte de tubos D
1 Fuente de alimentación 500 V CC U33000-115
o
1 Fuente de alimentación 500 V CC U33000-230
1 Par de bobinas de Helmholtz D
1 Multímetro analogico AM50
4.1 Instalación del tubo en el soporte para tubo
•
Montar y desmontar el tubo solamente con los
dispositivos
de
desconectados.
•
Retirar hasta el tope el desplazador de fijación
del soporte del tubo.
•
Colocar el tubo en las pinzas de fijación.
•
Fijar el tubo en las pinzas por medio del
desplazador de fijación.
4.2 Desmontaje del tubo del soporte para tubo
•
Para retirar el tubo, volver a retirar el
desplazador de fijación y extraer el tubo.
y
un
campo
magnético
max. 7,5 V a.c/c.c.
max. 100 V c.c.
max. 30 mA
max. 50 V c.c.
aprox. 130 mm Ø
aprox. 260 mm
Helio con presión
residual de 0,1 Torr
adicionalmente
U19100
U191051
U17450
alimentación
eléctrica
5. Ejemplo de experimentos
5.1 Estimación de e/m
Un electrón de masa m y de carga eléctrica e que se
mueve con una velocidad v perpendicularmente a un
campo magnético B experimenta una fuerza F , la
cual actúa perpendicularmente tanto a v como B:
Ésta obliga a que el electrón se mueva sobre una
trayectoria circular con un radio de curvatura R en
una superficie perpendicular a B. La fuerza
centrípeta está dada por:
A partir de ella se tiene que:
Cambiando la ecuación se obtiene que:
Si el rayo de electrones se expone a un campo
magnético de intensidad conocida B y se calculan v y
R, se puede así determinar la relación e/m .
Según el principio de conservación de la energía, el
cambio de la suma de la energía cinética más la
energía potencial de una carga eléctrica que se
mueve del punto 1 al punto 2 es igual a cero porque
no se realiza ningún trabajo.
⎛
1
⎜
mv
⎝
2
los
Para la energía de un electrón en el tubo de dos
rayos se tiene que:
Despejando v y sustituyendo en la ecuación se llega
a que:
De aquí se obtiene que:
La expresión e/m es la carga específica de un
electrón y tiene el valor fijo de:
(1,75888 ± 0,0004) x 10
5.1.1 Determinación de B
Las bobinas tienen un diámetro de 138 mm y en-
cuentran en la ordenación de Helmholtz y una den-
sidad de flujo B de:
B
2
F =
evB
2
mv
=
=
F
evB
.
R
v
B =
e
tesla
R
m
e
v
=
m
BR
⎞
1
(
−
+
−
2
2
⎟
mv
eU
eU
2
1
2
⎠
2
1
=
2
eU
mv
A
2
e
v
=
m
BR
2
U
e
=
A
2
2
m
B
R
11
C/kg.
=
μ
H
-3
I
= (4.17 x 10
)
tesla
0
H
)
=
0
1
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