- Descreva o experimento de J.J. Thomson e mostre matemáticamente como se obtém a razão
, onde
carga do elétron e
massa do elétron.
Passo 1
O experimento de J.J. Thomson usa um tubo de raios catódicos para gerar um feixe de elétrons que passa por uma região com um campo elétrico uniforme
e por outra com um campo magnético uniforme
, ambos perpendiculares entre si e perpendiculares ao feixe. O objetivo é determinar a razão
usando as leis da força elétrica, força magnética e da dinâmica de partícula carregada.
Passo 2
No interior do tubo, elétrons são acelerados por uma diferença de potencial que lhes confere velocidade
. Ao entrar na região onde há simultaneamente
e
, cada elétron sofre duas forças perpendiculares à sua velocidade:
A configuração é ajustada de modo que o feixe não se desvie, o que implica que
.
Passo 3
Da condição de equilíbrio de deflexão temos em módulo
e, portanto,
Passo 4
Desligando-se o campo elétrico e deixando apenas
, o feixe descreve um arco de círculo de raio
pela força centrípeta fornecida pelo campo magnético:
que leva a
Passo 5
Substituindo
em
obtém-se