Em um determinado tubo de raios catodicos, o feixe de corrente medido é 30uA. Quantos elétrons atingem a tela do tubo a cada 40s?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um tubo de raios catódicos com uma corrente de feixe de 30 μA (microamperes). A pergunta é: quantos elétrons chegam à tela desse tubo a cada 40 segundos?
Vamos precisar usar conceitos de corrente elétrica e carga elétrica. Basicamente, vamos descobrir a quantidade total de carga que passa em 40 segundos e depois calcular quantos elétrons correspondem a essa carga.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a corrente elétrica (I) é medida em Amperes (A) e representa a quantidade de carga que passa por um ponto em um segundo. A fórmula básica é:
Onde:
- $ Q $ é a carga elétrica em Coulombs ©
- $ I $ é a corrente em Amperes (A)
- $ t $ é o tempo em segundos (s)
Passo 3
Vamos converter a corrente de microamperes para amperes para facilitar os cálculos. Sabemos que:
Então,
Passo 4
Agora, vamos calcular a carga elétrica que passa em 40 segundos usando a fórmula $ Q = I \times t $:
Passo 5
Sabemos que cada elétron carrega uma carga elemental, que é aproximadamente $ e = 1,6 \times 10^{-19} C $. Para descobrir quantos elétrons correspondem a uma carga de $ 1,2 \times 10^{-3} C $, usamos:
Passo 6
Vamos fazer a divisão:
Resposta
Portanto, aproximadamente $ 7,5 \times 10^{15} $ elétrons atingem a tela do tubo a cada 40 segundos.