Relatorio Sobre Paquimetro

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- QUESTIONÁRIO

- Qual o valor médio da razão carga massa obtido experimentalmente?

Fazendo uma média dos valores obtidos na Tabela 1 temos que:

[pic 11]

e assim o valor médio para a razão carga/massa (e/m):

[pic 12]

- Qual o erro percentual do valor obtido para e/m em relação ao valor conhecido na literatura?

Na literatura (citada em bibliografia), a razão carga/massa é dada por: 1,76x1011C/Kg. Assim da primeira questão obtemos que o erro percentual é de:

[pic 13]

Este erro deve ter sido causado na utilização de um campo magnético constante, porém não uniforme, pois o mesmo tem um valor constante no centro e valores constantes diferentes deste nas suas proximidades. Outro fator que pode ter causado erro foi a aceleração dos feixes eletrônicos pela voltagem (U). Essa aceleração pode não ter sido tão eficaz.

- Qual o valor máximo do campo magnético B, usado neta prática?

O campo magnético gerado pela bobina de Helmholtz é produzido exclusivamente pela corrente que circula no mesmo. A máxima corrente utilizada na prática foi de 4,41A, e assim esta gerou o máximo campo magnético que tem módulo igual à 3,06 mT (ver Tabela 1). A máxima corrente que poderia ser dada a bobina era de 5A, e assim essa é que deveria dar o maior valor para o campo magnético produzido. Porém esta não foi utilizada.

- Qual a energia cinética máxima dos elétrons durante o experimento?

A Energia Cinética máxima (K) está diretamente ligada a voltagem utilizada para acelerar estes elétrons. Assim temos que para obtermos a maior energia cinética devemos utilizar a maior voltagem aplicada para acelerar os elétrons. Esta foi de 75V. Então:

[pic 14]

- Como, neste experimento, foi possível variar a energia cinética dos elétrons e qual o efeito desta variação sobre a trajetória dos mesmos, mantendo o campo magnético constante?

A trajetória dos elétrons é curvilínea, pois a força magnética que atua sobre o mesmo é a própria resultante centrípeta. Assim temos uma relação entre o raio descrito pelos os elétrons de acordo com a voltagem (U) utilizada para acelerá-los e o campo magnético (B) aplicado aos mesmos. É a seguinte, onde e é a carga elementar do elétron e m sua massa de repouso:

[pic 15]

Assim para variar a energia cinética dos elétrons, devemos variar a voltagem (U) utilizada para acelerá-los. Então mantendo o campo magnético constante, temos pela equação mostrada que ao aumentarmos U teremos um aumento de R, não na mesma proporção. Se diminuirmos U teremos uma diminuição de R. Consolidando formalismos matemáticos, poderemos dizer ainda que R é diretamente proporcional a raiz quadrada de U.

- Como, neste experimento, foi possível variar a intensidade do campo magnético e qual o efeito da intensidade do campo sobre a trajetória dos elétrons, mantido o potencial, U, constante?

O campo magnético gerado pelas bobinas de Helmholtz é inteiramente dependente da corrente que circula nas mesmas. Essa dependência é linear. Ou seja, se aumentarmos a corrente, aumentamos o campo magnético na mesma proporção. E ainda da relação mostrada na questão anterior, se mantermos o potencial (U) aplicado para a aceleração dos elétrons constante, notamos que o raio(R) é inversamente proporcional ao campo magnético(B) aplicado aos elétrons. Assim se aumentarmos B diminuímos R, e vice-versa. Nesta parte dizemos que B é diretamente proporcional ao inverso de R.

- CONCLUSÃO

A prática que calcula uma aproximação para a razão entre a carga e a massa de um elétron foi de muita valia para o aprendizado de como certos experimentos foram feitos no passado e a comprovação de algo que ao olho nú é invisível. Como calcular a massa de uma coisa tão pequena se não utilizando métodos pensados para sua determinação. O resultado obtido foi a meu ver próximo, com erro percentual de aproximadamente 10%. Os erros para este cálculo já foram citados anteriormente na questão número 2 do questionário. A visualização da realidade nos trás uma lembrança da teoria já estudada e nos faz aplicar conhecimentos adquiridos anteriormente na tentativa de explicar o fenômeno visualizado. Foi de muita valia a visualização da deflexão do feixe eletrônico pelo campo magnético gerado pelas bobinas de Helmholtz, pois a partir desta pudemos aplicar os conhecimento sobre sentido de campo e sentido de deflexão, todos estes derivados da regra da mão-direita para o campo e para a força magnética gerada pelo campo. Assim a meu ver os objetivos para esta prática forma atingidos.

"O que fazemos durante as horas de trabalho determina o que temos; o que fazemos nas horas de lazer determina o que somos."

(Charles Schulz)

BIBLIOGRAFIA

[1] HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física, vol. 4. Rio de Janeiro: LTC, 2003.

[2] DIAS, Nildo Loiola. Laboratório de Física Moderna (Roteiros de práticas – Para a Licenciatura em Física); Prática 5 – Efeito Fotoelétrico, Pp. 25-28, 2008.