Páctica 3: Experimento De J .J. Thomson

HIPÓTESIS

Se requiere conocer el principio de funcionamiento del aparato para la determinación de la relación entre la carga y la masa (q/m) de los rayos catódicos, su manejo y las precauciones que deben observarse al utilizarlo.

Se requiere conocer también la relación entre la carga y la masa del electrón mediante los valores de una variable independiente (X) y una variable dependiente (Y) y ver los resultados obtenidos, comparándolos con los resultados del experimento original de J.J. Thomson y ver qué tan variados son los resultados que obtenemos en el experimento en comparación con los valores oficiales y así determinar el error experimental.

INTRODUCCIÓN Y MARCO TEÓRICO

El experimento del tubo de Crookes consiste en una ampolla de vidrio que consta de dos electrodos: cátodo y ánodo y al otro lado de la ampolla hay una pieza en forma de cruz. El cátodo está a un potencial eléctrico negativo y el ánodo a un potencial positivo. Cuando se realiza el vacío en su interior y se aplica una gran diferencia de potencial entre los electrodos, se observa que la cruz da una sombra nítida. Esta sombra, nos indica que la misteriosa radiación proviene del cátodo y se propaga hacia el ánodo en línea recta. La luz en sí misma se comprobó que se debía a la excitación del gas residual por "algo" que pasaba a través de él, poro no se sabía qué era.

Esta fue la base del experimento de rayos catódicos de Thomson, que consistía en el mismo principio del tubo de Crookes, en que a un tubo de rayos catódicos que estuviera al vacio y que adentro de este se encuentran dos electrodos separados por una cierta distancia. Pero ahora la luz producida tenía una forma más nítida, como de rayo. Al estudiar los rayos producidos se observa que si son sometidos a un campo magnético, los rayos serán atraídos por el polo positivo y repelidos por el polo negativo. Asi se da cuenta de que las partículas deben de tener carga negativa.

EQUIPO Y MATERIAL

Un Aparato marca DAEDALON para la medición de la relación q/m de los rayos catódicos.

Caja negra agujerada para observar mejor la luz del rayo catódico.

PROCEDIMIENTO

Cuando el aparato DAEDALON sea activado correctamente se girará la perilla VOLTAGE ADJUST hasta obtener una lectura de 200 [V] en la pantalla correspondiente. Luego se girará la perilla CURRENT ADJUST y se observará la deflexión circular del haz de rayos catódicos.

Cuando la corriente es lo suficientemente alta, el haz formará un círculo completo. El diámetro del haz será determinado empleando la escala que se encuentra dentro del tubo. Luego se Determinará el valor de la intensidad de corriente necesaria para que el diámetro del haz sea 11 [cm]. Hay que variar el diámetro del haz modificando la intensidad de corriente en las bobinas de tal manera que pueda completar una tabla con los valores obtenidos.

RESULTADOS

Calcular el valor de q/m del electrón en el experimento realizado en clase

Como el voltaje es constante 200 [V] se puede utilizar la siguiente formula para determinar la q/m e^- (carga masa del electron)

r^2=(2.V〖(5/4)〗^3 〖.a〗^2)/((〖Nμo)〗^2 (q/m)).I^(-2)

Donde:

V: voltaje

a: radio de las bobinas

I: intensidad de corriente

r: radio

μo: permeabilidad magnética

N: numero de vueltas de conductor en las bobinas

Así nos queda como la formula de una recta

y=mx+b

r^2=(2.V〖(5/4)〗^3 〖.a〗^2)/((〖Nμo)〗^2 (q/m)).I^(-2)

Y= m x + b

Con esto podemos ingresar los valores a la calculadora con la regresión lineal y nos dará los valores de m y b.

X Y

I^-2 [A^-2] r^2 [m^2]

826.4462x10^-3 3.025x10^-3

769.4675x10^-3 2.75625x10^-3

671.8624x10^-3 2.5x10^-3

591.7159x10^-3 2.25625x10^-3

540.6574x10^-3 2.025x10^-3

482.2530x10^-3 1.80625x10^-3

421.6562x10^-3 1.6x10^-3

371.8024x10^-3 1.40625x10^-3

330.2946x10^-3 1.225x10^-3

277.0083x10^-3 1.05625x10^-3

240.2921x10^-3 9x10^-4

199.2984x10^-3 7.5625x10^-4

166.5972x10^-3 6.25x10^-4

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