3B Scientific Fine Beam Tube T - Manual (Page 32)

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precisão. Os átomos de gás são ionizados ao longo do
percurso de vôo dos elétrons e surge assim um feixe
luminoso, de limites nítidos. Marcas de medição
integradas permitem uma determinação do diâmetro
da órbita do raio desviado no campo magnético sem
paralaxe.
O tubo de raios de feixe estreito encontra-se montado
sobre uma base com tomadas de conexão coloridas.
Para a proteção do tubo existe na tomada um circuito
de proteção, que desliga a tensão acima do “Cutoff-
Voltage“(Tensão de desligamento) indicado na base do
tubo. O circuito de proteção evita, que uma tensão
demasiado alta destrua o aquecedor e cuida para que
ao ligar, a tensão suba de maneira “suave”.
3. Dados técnicos
Preenchimento gasoso: néon
Pressão do gás: 1,3 x 10 -5 bar
Tensão de aquecimento: 4 a 12 V DC (ver a
indicação “Cutoff-Voltage“
sobre a base do tubo)
Corrente de aquecimento: 300 a 450 mA
Tensão de Wehnelt: 0 a -50 V
Tensão anódica: 200 a 300 V
Corrente anódica: < 0,3 mA
Diâmetro circular do feixe: 20 a 120 mm
Afastamento das marcas
de medição:
20 mm
Diâmetro das ampolas: 160 mm
Altura total com a base: 260 mm
Placa base: 115 x 115 x 35 mm 3
Massa: aprox. 820 g
4. Fundamentos gerais
Sobre um elétron que se move com velocidade v
perpendicularmente a um campo magnético B, age a
força de Lorentz perpendicularmente à velocidade do
campo magnético
B v e F
⋅ ⋅ =
(1)
e: carga elementar
Ele impele o elétron como força centrípeta
r
v m
F
2 ⋅
=
(2)
m: massa de elétrons
numa órbita de raio r. Por isso é
r
v m
B e
⋅
= ⋅
(3)
A velocidade v depende da tensão de aceleração U do
canhão de elétrons:
U
m
e
v
⋅ ⋅ =
2 (4)
Para a carga específica do elétron é válido:
( )
2
2
B r
U
m
e
⋅
⋅
=
(5)
Se for medido a cada vez o raio de órbita r para
diversas tensões de aceleração U e diferentes campos
magnéticos B, assim os valores medidos se encontram
num diagrama r 2 B 2 -2 U conforme Gl. (5) numa reta de
origem com a inclinação e / m.
O campo magnético B é criado num par de bobinas de
Helmholtz e é proporcional à corrente I
H
através de
uma só bobina. O fator de proporcionalidade k pode
ser calculado a partir do raio de bobina R = 147,5 mm
e do número de espiras N = 124 por bobina:
H
I k B
⋅ =
com
A
mT
756 0
Am
Vs
10 4
5
4
7
2
3
,
R
N
k
= ⋅ ⋅ π ⋅ ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
= −
Com isto, todas as grandezas determinantes para a
carga específica do elétron são conhecidas.
5. Exigência de aparelhos complementares
1 Fonte de alimentação DC 300 V (230 V, 50/60 Hz)
U8521371-230
ou
1 Fonte de alimentação DC 300 V (115 V, 50/60 Hz)
U8521371-115
e
1 Fonte de alimentação DC 20 V, 5 A (230 V, 50/60 Hz)
U33020-230
ou
1 Fonte de alimentação DC 20 V, 5 A (115 V, 50/60 Hz)
U33000-115
ou
1 Fonte de alimentação DC 500 V (230 V, 50/60 Hz)
U33000-230
ou
1 Fonte de alimentação DC 500 V (115 V, 50/60 Hz)
U33000-115
1 Par de bobinas de Helmholtz U8481500
1 ou 2 Multímetro analógico AM50 U17450
Cabos para experiências de segurança
6. Utilização
6.1 Montagem
• Colocar o tubo de raios de feixe estreito entre as
duas bobinas de Helmholtz.
• Para poder observar melhor o feixe de elétrons, a
experiência deve ser realizada num local obscurecido.