Experimento de J.J. Thomson

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Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Ingeniería

División de Ciencias Básicas

Laboratorio de Química

Profesora: _Dulce María Cisneros Peralta__

Semestre 2019-1

Práctica No. 2

Nombre de la práctica

Experimento de J.J. Thomson

Integrantes:

Aguilar Martínez Santiago

Huerta Díaz Mauricio

Medina Ramírez Alejandro Federico

Rodríguez Atlitec Alexis

Grupo: _1126_

Brigada: __3__

Cd. Universitaria a 29 de agosto de 2018.

OBJETIVOS:

• 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.
• Determinar experimentalmente el valor de la relación q/m de los rayos catódicos empleando dos metodologías, una con voltaje constante y otra con intensidad de corriente constante.
• Determinar el error experimental de la relación q/m de los rayos catódicos.
• Reforzar el conocimiento adquirido en clase sobre el manejo de fórmulas y el uso del método de mínimos cuadrados/regresión lineal para la obtención de datos desconocidos

INTRODUCCIÓN:

Biografía de Joseph John Thomson

Nació el 18 de diciembre de 1856 en Cheetham Hill, Manchester, Lancashire.

Hijo de un librero que quiso que Thomson fuera ingeniero.

En 1870, con catorce años ingresó en Owens College (hoy parte de la Universidad de Manchester) posteriormente (1876), lo hizo en el Trinity College, de la Universidad de Cambridge, donde también enseñó matemáticas y física. Obtuvo su Licenciatura en Matemáticas en 1883.

Fue rector del Trinity College de Cambridge (1918-1940) en donde conoció a Niels Bohr y donde permanecerá hasta su muerte. Uno de sus alumnos fue Ernest Rutherford, quien más tarde sería su sucesor en el puesto.

Nadie había conseguido mostrar que los rayos eran afectados por un campo magnético, como deberían serlo si se tratase de partículas cargadas.Thomson comenzó a experimentar con tubos de alto vacío y en 1897 obtuvo la desviación de los rayos catódicos en un campo eléctrico, con lo que demostraba la realidad de la teoría. Midió la relación entre la carga de las partículas de rayos catódicos y su masa.

En 1898 elaboró la teoría del pudín de ciruelas de la estructura atómica, en la que sostenía que los electrones eran como "ciruelas" negativas incrustadas en un "pudín" de materia positiva. Se le consideró el descubridor del electrón por sus experimentos con el flujo de partículas (electrones) que componen los rayos catódicos.

Thomson en 1906 demostró que el hidrógeno tiene un único electrón. Propuso el segundo modelo atómico (El primero fue propuesto por John Dalton, en 1808), que podía caracterizarse como una esfera de carga positiva en la cual se incrustan los electrones.

Le concedieron en 1906 el Premio Nobel de Física, gracias a su trabajo sobre la conducción de la electricidad a través de los gases.

Joseph John Thomson falleció en Cambridge, Reino Unido, el 30 de agosto de 1940 y fue enterrado en la Abadía de Westminster.

Los premios que recibió  fueron:

Medalla Royal (1894)

Medalla Hughes (1902)

Premio Nobel de Física (1906)

Medalla Copley (1914)

EQUIPO Y MATERIAL

• 1 Aparato Marca DAEDALON para la medición de la relación de los rayos catódicos, con helio como gas residual[pic 4][pic 3]

DESARROLLO:

Para el desarrollo de la práctica tomamos en cuenta los antecedentes del experimento de J. J. Thomson, los cuales nos sirven para la replicación del mismo en esta práctica. Se desarrollaron los puntos de la siguiente manera.

• Se verificó que el material que se nos otorgó estuviera en buen estado, el cual solo era la máquina marca DAEDALON; su uso es de lo más sencillo, pero tuvimos las necesarias precauciones a la hora de emplearlo, para no dañar ni a la máquina ni a nuestros aparatos (celulares, relojes, etc).

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• Se comprobó que el botón de encendido estuviera en “OFF” para asi despues, asegurarse que las perillas estuvieran totalmente en cero, girandolas en sentido contrario a las manecillas del reloj. Posteriormente el aparato se prendió e inició su auto-diagnostico que solo duró 30 seg. aproximadamente. Al completarse las pantallas se estabilizaron a cero y empezamos a trabajar.
• Organizamos el trabajo de tal manera que una persona tomara las mediciones (las escribiera) mientras otra persona veía los haces de luz que genera el aparato, la cual dictaba al aire qué diámetro tiene el experimento de acuerdo al voltaje. Independientemente a estos dos, otro compañero cambiaba las perillas para aumentar la corriente y el voltaje. Tras realizar las mediciones necesarias, se apagó. Cabe destacar que las mediciones se realizaron de dos maneras. Con voltaje constante y luego con Intensidad de corriente constante.
• Primero se ajustaron las perillas a una intensidad de corriente de 1 I [A] y se mantuvo constante la perilla de Voltaje [V], esto generó un pequeño aro de luz apenas visible conforme se modificó la perilla de corriente fue que veíamos cómo se modifica este valor de desprendimiento de energía, había una regla métrica o escala que contiene dentro el experimento para así poder ver aproximadamente el diámetro del aro de luz formado, de acuerdo a esto se determinaron los valores de determinados diámetros: (11), (10.5), (10), (9.5), (9), (8.5) y (8) esto modificando el valor de la intensidad de corriente en las bobinas.
• Después de que se anotaron los resultados procedimos a cambiar de papeles de quien anotaba y quien dictaba para que todos pudiéramos ver el experimento, y ahora ajustamos la perilla de Intensidad de Corriente para que se mantuviera constante en 1.2 [A] de acuerdo a esto se determinaron los valores de determinados diámetros: (11), (10.5), (10), (9.5), (9), (8.5) y (8) esto modificando el valor de la diferencia de potencial en las bobinas.
• Una vez ya anotados todos los datos, se apago la maquina de marca DAELON y nos pusimos a realizar los cálculos correspondientes para obtener el modelo matemático correspondiente de

r^2 =f(V) y r^2=f(I^-2) así como sus relaciones de error y también las gráficas correspondientes de cada función.

MEMORIA DE CÁLCULOS Y RESULTADOS:

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