fundamentos de física iii fundamentos de física iii - Departamento de ...

1) Thomson mostrou que os raios de um tubo de raios catódicos podiam ser
desviados, tanto por campos elétricos quanto por campos magnéticos e que,
portanto, deveriam ser constituídos por partículas carregadas.
2) Medindo o desvio das partículas, Thomson mostrou que todas tinham a
mesma relação
q/ m , mesmo as que eram provenientes de materiais diferentes.
Essas partículas eram, portanto, um dos constituintes fundamentais da matéria. O
passo seguinte, é claro, sabendo que a matéria é neutra, foi buscar as partículas
positivas que também devem fazer parte de toda a matéria para torná-la neutra.
A velocidade dos elétrons é determinada aplicando-se um campo magnético
perpendicular ao campo elétrico tal que:
então:
E e
q E = qv B ,
E
v = , B
B são parâmetros que podemos controlar nos experimentos. Nessa
velocidade, o elétron tem uma trajetória retilínea até se chocar contra a tela em P.
Portanto, variando o campo magnético ou o elétrico, podemos chegar à velocidade;
com ela, a equação para y pode ser resolvida, resultando em:
e 2 y E = .
m B
2 L 2
Figura 27.11: Desvio das partículas carregadas.
Na experiência de Thomson, (figura 27.11) os elétrons são emitidos por uma
fonte de elétrons (cátodo). Um campo elétrico, orientado para baixo na figura,
acelera os elétrons que passam pelo capacitor. Se não houver campo elétrico entre
as placas, os eletrons percorrem uma trajetória retilínea como mostrado pela linha
tracejada na figura e se chocarão contra uma tela no ponto P. Quando o capacitor
está carregado, o campo elétrico entre as suas placas faz os eletrons se desviarem
da trajetória retilínea que teriam e se chocam contra a tela em um ponto situado a
uma distância de P dada por:
y
e E L
2m v
2
= 2
em que L = x 1
+ x2
, distância total percorrida dentro do capacitor ( x
1
) e fora dele ( x
2
).
Nesta equação, E , L,
y são mensuráveis. Quando a velocidade v for conhecida, a
relação carga/massa do elétron pode ser calculada, e a carga, determinada.
,
384
385