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num tiro axial e campo magnético coaxial.
O tubo de feixe duplo é um corpo de vidro
parcialmente evacuado preenchido com hélio com
canhão de elétrons tangencial e axial tendo cada
um deles um cátodo de óxido de aquecimento
indireto. Os raios de elétrons estruturados de modo
perpendicular uns aos outros permitem a utilização
de uma mesma placa de desvio para os dois
canhões de elétrons. Os percursos dos elétrons são
visíveis como uma radiação luminosa leve, fina e
verde.
3. Dados técnicos
Tensão de aquecimento:
Tensão anódica:
Corrente anódica:
Tensão de desvio:
Ampola de vidro:
Comprimento total:
Preenchimento de gás:
4. Utilização
Para a realização de experiências com o tubo de
raio duplo são necessários adicionalmente os
seguintes aparelhos:
1 Suporte dos tubos D
1 Fonte de alimentação 500 V DC
ou
1 Fonte de alimentação 500 V DC
1 Par de bobinas de Helmholtz
1 Multímetro analógico AM50
4.1 Instalação do tubo no suporte para tubos
•
Montar e desmontar o tubo somente com os
aparelhos de alimentação elétrica desligados.
•
Empurrar até o fim o deslizante de fixação do
suporte do tubo.
•
Colocar o tubo nas pinças de fixação.
•
Fixar o tubo nas pinças por meio do deslizante
de fixação.
4.2 Desmontagem do tubo do suporte para tubos
•
Para retirar o tubo, puxar o deslizante de
fixação de volta e extrair o tubo.
máx. 7,5 V AC/DC
máx. 100 V DC
máx. 30 mA
máx. 50 V DC
aprox. 130 mm Ø
aprox. 260 mm
hélio, com uma
pressão de 0,1 Torr
U19100
U33000-115
U33000-230
U19105
U17450
2
5. Exemplos de experiências
5.1 Estimação de e/m
Um elétron de massa m com carga e, que se desloca a
uma velocidade v perpendicularmente a um campo
magnético B, sofre a ação da força F, a qual age
perpendicularmente tanto a B quanto a v:
F =
Ela força os elétrons num percurso circular com um
rádio de curvatura R num plano perpendicular a B.
A força centrípeta é dada por
mv
=
F
Do qual resulta:
B =
A reorganização da equação resulta em:
e
m
Se o raio de elétrons é submetido a um campo
magnético conhecido de tamanho B e v e R são
deduzidos, então pode-se determinar a relação e/m.
Segundo a lei de preservação da energia, a alteração
da energia cinética mais a energia potencial de uma
carga que se desloca do ponto 1 para o ponto 2 é
igual a zero, já que não ocorre trabalho.
⎛
1
1
−
2
⎜
mv
mv
2
⎝
2
2
Para a energia de um elétron no tubo de feixe duplo
é válido:
eU
A
Pela solução por v e a inserção na equação resulta:
e
m
Disto resulta:
e
m
A expressão e/m é a carga específica de um elétron e
tem a grandeza constante de (1,75888 ± 0,0004) x
11
10
C/kg.
5.1.1 Determinação de B
As bobinas têm um diâmetro de 138 mm e na
configuração de Helmholtz uma densidade de fluxo
B de
=
μ
B
H
= (4.17 x 10
0
e
2
=
B
17
I
sendo que
é a corrente nas bobinas de Helmholtz.
H
evB
2
=
.
evB
R
v
tesla
e
R
m
v
=
BR
⎞
(
)
+
−
=
2
⎟
eU
eU
0
1
2
1
⎠
1
=
2
mv
2
v
=
BR
2
U
=
A
2
2
B
R
-3
I
)
tesla
H
−
⋅
6
2
.
39
10
I
H
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