Nesta etapa do experimento iremos ligar os campos elétrico e magnético simultaneamente. Partindo da força de Lorentz, uma partícula não sofrerá desvio se:

\( v_{0x} = \frac{E}{B} \)

Neste caso, sabendo da relação entre os campos e a tensão entre as placas e a corrente nas bobinas, é possível escrever que:

\(v_{0x} = \alpha \frac{V_{P}}{i} \)

Onde \(\alpha \) é a constante de calibração do filtro de velocidades.

Partindo dos modelos ideais para o movimento nestes campos, podemos imaginar que a deflexão causada por um compensa a deflexão causada pelo outro. Se o modelo de campos ideais consiste de uma aproximação razoável para descrever o que ocorre podemos verificar que:

\( k = \frac{2L_{P}}{L_{B}L} ( \frac{L_{P}}{2}+D_{PS} ) \sim 1 \)

Se isto for válido \(\alpha \) pode ser estimado como sendo:

\( \alpha = \frac{1}{\beta d} \)

Os objetivos da semana são:

  1. Calibrar o filtro de velocidades, isto é, obter \(\alpha\)
  2. Verificar se os modelos ideais se aplicam quando ambos os campos estão ligados, ou seja, verificar se \(k \sim 1\) e se \(\alpha = 1/\beta d \)

Monte o seletor de velocidades utilizando agora duas fontes de tensão DC, uma para as placas verticais e outra para as bobinas. O efeito do movimento devido às bobinas deve ser invertido em relação às placas. Se as placas defletirem o feixe para cima, as bobinas devem defletir para baixo. Verifique se o TRC está alinhado com o campo magnético terrestre.

Para obter a constante de calibração \(\alpha \) devemos fazer um gráfico de \(v_{0x} \) em função de \(\gamma = V_{P}/i \). Para obter cada ponto deste gráfico sugerimos o seguinte procedimento:

  1. Selecione uma tensão de aceleração ( \(V_{AC} \)) e obtenha \(v_{0x}\).
  2. Com tensão entre as placas NULA \(V_{P}=0\)
    1. Ajuste a corrente \( i \) para que o deslocamento devido ao campo magnético seja de 1 cm. Meça \(i\)
  3. Ajuste a tensão entre as placas  \(V_{P}=0\) para compensar este deslocamento e voltar a partícula para a orígem. Meça \(V_{P}\)
  4. Repita os passos 2 e 3 para h = 1, 2, 3 e 4 cm
  5. Faça o gráfico de \(V_{P}\) em função de \(i\) para estes dados
    1. Ajuste uma reta e obtenha o valor coeficiente angular \(\gamma = < V_{P}/i > \) para este valor de \(v_{0x}\)
  6. Repita os passos acima para pelo menos 4 valores de  \(V_{AC} \). No final você será capaz de obter o gráfico de \(v_{0x} \) em função de \(\gamma = V_{P}/i \). Ajuste-o e obtenha \(\alpha\)

A partir de \(\alpha\) e calculando \(k\), determine a validade do modelo ideal construído para o filtro.

Last modified: Saturday, 20 September 2014, 3:00 PM