Experimento: Deflexão eletromagnética de Elétrons.
a) Um elétron foi emitido de um cátodo com velocidade zero. O cátodo está num potencial 1000V. Calcule a velocidade que o elétron adquire quando chega no ânodo que está num potencial zero.
b) Na discussão do movimento dos elétrons do tubo de Raios catódicos. desprezamos a força gravitacional. Discuta qual é a importancia da força gravitacional nesta experiência. Dica: Compare a dimensâo das forças envolvidas
C. Placas de deflexion
)
a) Um elétron foi emitido de um cátodo com velocidade zero. O cátodo está num potencial 1000V. Calcule a velocidade que o elétron adquire quando chega no ânodo que está num potencial zero.
b) Na discussão do movimento dos elétrons do tubo de Raios catódicos. desprezamos a força gravitacional. Discuta qual é a importancia da força gravitacional nesta experiência. Dica: Compare a dimensâo das forças envolvidas
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: (a) a velocidade que um elétron adquire ao cair de um potencial de até , partindo de repouso; (b) comparar a força gravitacional com a força elétrica para justificar por que desprezamos o peso do elétron num tubo de raios catódicos. Vamos usar conservação de energia elétrica e a definição de força elétrica e gravitacional.
Passo 2
Quando o elétron (carga
, massa
) percorre uma diferença de potencial
, sua energia potencial elétrica cai de modo que
Numericamente,
Passo 3
Toda essa energia vira energia cinética, então
Isolando
:
Passo 4
Agora comparemos as forças:
– Força gravitacional:
– Força gravitacional:
– Força elétrica nas placas de deflexão (típicas de
e separação
):
A razão entre as forças é
ou seja, a força da gravidade é cerca de 14 ordens de grandeza menor que a força elétrica.
Resposta
a)
b) A força gravitacional é desprezível perante a força elétrica
, razão pela qual ignora-se o peso do elétron nesse experimento.
b) A força gravitacional