Relatório Determinação Da Constnte de Planck

7/21/2019 Relatório Determinação Da Constnte de Planck

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RELATÓRIO 2 - DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA RELAÇÃO CARGA-MASSA, e/m,DO ELÉTRON

1. OBJETIVO:

Estimar experimentalmente por diferentes métodos o valor da constante de Planck como auxlio de diodos emissores de lu!..

". E#$IP%&E'TO( 'E)E((*+IO(

• Placa com circuito ,ase contendo -uatro diodos emissores de lu! /E0s a!ul vermel2o

amarelo e verde34 -uatro resistores de car5a4 um potenci6metro de a7uste de tens8o

conectores para a fonte ampermetro e voltmetro e uma c2ave li5a9desli5a.• $ma fonte de tens8o contnua mxima de ;V4• )a,os de conex8o.

<. P+O)E0I&E'TO E=PE+I&E'T%/ E TO&%0% 0E 0%0O(

%p>s a monta5em do circuito conforme indicado no m>dulo foram feitas medidas de

resist?ncia volta5em e corrente para todos os /E0s.

0IO0O(/E0(3

%@$/ VE+0E VE+&E/AO %&%+E/O

λ nm3 CD9C" ;F9;CD ;F<9;F; <C9;

λ GH nm3 ± 1C ± 1 ± 1 ± "

+ O2m3HH F" 1C 1 1F

+ O2m3 exp F"D±D1 1±D1 1FD±D1 1FDD±D1

H InformaKes o,tidas do fa,ricante da placa. Valor o,tido do fa,ricante -ue pode ser

considerado como o valor da incerte!a associada a medida de resist?ncia.

. T%B$/%LMO 0O( 0%0O( OBTI0O( P%+% I NV

/E0 VE+&E/AO λ nm3 <C ± " /E0 VE+0E λ nm3 ;F ± 1

Tens8o V±DD13 I m%3 I±DD13 /n I Tens8o )orrenteI±DD13

/n I

1F



volts3 V±DD13

volts3

m%3

1D; D1D

11" D1D

11F D1;

1"1 D"D

1"F D<F

1<D 11D

1< "FD

1." DD

1C "1D

1;1 1FDD

1; ;DDD

1< 1DDDDD

1F <DDDD

1C"

<.1. /evantamento da curva I N V para os /E0(

. %parato ,ase fi5 13 para a medida da ra!8o em -ue consta ,asicamente de 13 tu,o de

feixes de elétrons "3 um par de ,o,inas de Aelm2olt!4<3 um painel de controle de

tensKes e correntes e 3 uma escala espel2ada para medi8o do raio de deflex8o do

feixe4;. Qonte de tens8o de alta volta5em com voltmetro e ampermetro inte5rados utili!ada na

acelera8o dos elétrons e no a-uecimento do filamento do can28o4

. Qonte de ,aixa tens8o com voltmetro ampermetro inte5rados necessria para 5erar acorrente nas ,o,inas de Aelm2olt!4

1



C. )o,ertura de pano tipo capu! para ser colocada so,re o aparel2o e permitir -ue a

experi?ncia se7a feita em uma sala iluminada4F. )a,os de conex8o.

QIR$+% 1 N %parato Base para &edi8o da +ela8o )ar5a9&assa do Elétron

'o controle do aparato ,ase as letras indicativas correspondem a:

a3 Entrada para a fonte de ,aixa tens8o -ue ir alimentar a ,o,ina de Aelm2olt! e

multmetro44,3 )2ave de a7uste da corrente nas ,o,inas de Aelm2olt!4c3 )2ave de focali!a8o do feixe de elétrons4d3 )2ave de sele8o do tipo de experi?ncia N para cima ra!8o em3 e para ,aixo

deflex8o do feixe34e3 Entrada para a fonte de alta tens8o -ue alimentar as placas defletoras e

multmetro4f3 Entrada para a fonte de alta tens8o -ue ir alimentar o acelerador de elétrons e

multmetro453 Entrada pra a fonte de alta tens8o -ue ir provocar o a-uecimento do filamento do

can28o de elétrons.

. 0E()+ILMO 0% E=PE+IS')I%

% partir da deflex8o verificada pela aplica8o de um campo ma5nético pelas ,o,inas de2elm2olt! a um feixe de elétrons produ!ido por um can28o de elétrons solidrio aoaparato ,ase ser determinado o valor experimental da rela8o em do elétron.

1D. &O'T%RE& E=PE+I&E'T%/

"D



% monta5em experimental est indicada a,aixo sendo -ue a fonte de alta tens8o éa-uela -ue se encontra so,re a fonte de ,aixa tens8o na fi5ura a,aixo.

QIR.". %parato Experimental com todas as )onexKes 'ecessrias

% fonte de alta tens8o ir alimentar n8o apenas o filamento do can28o de elétrons mas oseletrodos de acelera8o do mesmo. J a fonte de ,aixa tens8o ir alimentar a ,o,ina deAelm2olt! de forma a 5erar um campo ma5nético defletor.

11. P+O)E0I&E'TO E=PE+I&E'T%/

11.1. &TO0O 0O +%IO QI=O +%IO r 0E T+%JETU+I% QI=%3a3 $m valor de raio é fixado ser8o usados -uatro valores distintos no experimento34,3 % tens8o de acelera8o dos elétrons é variada na faixa de 1DD9<DD V com passos

aproximados de "D volts4c3 Toda ve! -ue 2ouver varia8o de tens8o é necessrio a7ustar a corrente I na ,o,ina

de forma a manter o raio em torno do valor fixado utili!ar o potenci6metro do

aparato ,ase34d3 +e5istrar os valores da corrente necessria para manter o raio em torno do valor

fixado

11.". &TO0O 0% )O++E'TE QI=% '% BOBI'% 0E AE/&AO/T@a3 Qixar a corrente em 1 %4,3 &edir na escala espel2ada o raio de curvatura r o,tido para 1D medidas diferentes

de volta5em na faixa de 1DD9<DD V4c3 +e5istrar os valores de V e r.

1". +ERI(T+O T+%T%&E'TO E %'*/I(E 0O( 0%0O(

"1



Todos os erros de medidas indiretas foram feitos utili!ando as se5uintes f>rmulas para a

propa5a8o de erros:

1".1. &TO0O 0O +%IO QI=O

""



"<



Pela anlise dos valores o,tidos para a rela8o em para todos os raios utili!ados e média deem verificamos -ue o valor de em 1C;FF"D1;D x 1D 11 ) k5913 recomendado pelo )O0%T% seencontra dentro do intervalo de confiana o,tido conforme pode ser verificado na ta,ela acimapara intervalos considerando a propa5a8o de erros associado s medidas e intervalos

considerando o desvio padr8o dos valores o,tidos.

"



1".". &TO0O 0% )O++E'TE QI=%

Pela anlise do 5rfico acima verificamos -ue conforme esperado o 5rfico tende a umcomportamento assint>tico no intervalor de WD91DX. Para os valores o,tidosexperimentalmente o 5rfico possui um mel2or comportamento no intervalo de W1D"<<Xvolts. Para valores na proximidade de <DD volts o raio do feixe se estendia em demasiac2e5ando -uase a tocar o ,ul,o da lYmpada.

";



)omparando os valores o,tidos pelos dois métodos n8o pude verificarexperimentalmente -ue o valor o,tido pelo método da corrente fixa foi maior -ue o doraio fixo ficando os valores muito pr>ximos ainda -ue o intervalo de confiana do valoro,tido pelo método da corrente fixa ten2a sido maior.

)alculando o valor da massa do elétron pelos dois métodos considerando o valor dacar5a e recomendado pelo )O0%T% de 1D"1CFC±DDDDDDDD3 x 1D91 )

&TO0O em3 ) k591 - elétron3 ) m ZR3 δm ZR3+aio fixo 1,75E+11 1D"1CFCE91 1;E9<1 2,29E-19

)orrente fixa 1,73E+11 1D"1CFCE91 "E9<1 2,31E-19

Onde a discrepYncia relativa ente o valor da )O0%T% para a massa do elétron comrela8o aos valores calculados é de:

&TO0O m ZR3exp

m ZR3 )O0%T% 0 [3 |(m exp N m codata3 m codata| x

1DD[+aio fixo 1;E9<1 9,10938215E

-31D;

)orrente

fixa

"E9<1 9,10938215E

-31

1

(endo assim podemos considerar -ue o valor recomendado para a massa do elétronpela )O0%T% se encontra dentro do intervalo de confiana dos valores o,tidos atravésdo experimento com uma discrepYncia ,astante aceitvel.

EXPERIÊNCIA ADICIONAL 1

"



1. OBJETIVO

Estudar as possveis tra7et>rias de um elétron num campo ma5nético uniforme 5eradasmudando o Yn5ulo entre o vetor velocidade inicial do elétron e o vetor campo ma5nético.

". 0E()+ILMO 0O E=PE+I&E'TO

O so-uete da ampola de vidro permite -ue o mesmo sofra rotaKes entre D e D 5rausem rela8o ao campo ma5nético produ!ido pelas ,o,inas de Aelm2olt!. )om o arran7outili!ado para a medida da rela8o car5a9massa do elétron é possvel rotacionar aampola de vidro e estudar como esta rota8o afeta a tra7et>ria do feixe de elétrons.

<. P+O)E0I&E'TO E=PE+I&E'T%/

a3 $tili!ar o aparato experimental da medida da car5a9massa do elétron4,3 Rirar a ampola de vidro em D\ até -ue o feixe fi-ue na posi8o 2ori!ontal.c3 Inverta a dire8o do campo ma5nético invertendo a polaridade dos conectores

de tens8o -ue alimentam a ,o,ina de Aelm2olt! re5ulando o potenci6metro dacorrente de ,aixa tens8o para o valor aproximado de 1 V

. %'*/I(E 0%( OB(E+V%L]E( QEIT%(

)om a rota8o de D\ do so-uete da ampola de vidro o,servamos -ue o campo

ma5nético produ!ido pelas ,o,inas de Aelm2olt! n8o foi capa! de defletir o feixe deelétrons. Isso acontece por-ue para existir deflex8o do feixe o Yn5ulo entre ocampo ma5nético produ!ido pelas ,o,inas e a dire8o do movimento do feixe deelétrons n8o podem ser paralelos. Este paralelismo ocorre 7ustamente para arota8o de D\ -ue indu! um campo ma5nético paralelo dire8o da velocidade dofeixe de elétrons n8o sendo capa! de mudar a sua dire8o.

#uando a polaridade é invertida a deflex8o do feixe se d no sentido contrrio aoo,servado no experimento para determina8o da rela8o car5a9massa do elétron.

OBSERVAÇÃO: O e!e"#me$%& '(#)#&$'* 2 $+& &# "e'*#'(& !e*' '*.$'

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^O/QQ ^4 TO()%'O Q. Laboratório Avançado de Física Módulo3. +io de Janeiro:Qunda8o )E)IE+J "DDF. Vers8o 0i5ital acessada em "D1<.

%'E=O 1:

"C



%s e-uaKes utili!adas para 5erar os dados indiretos da ta,ela na determina8o da rela8o

car5a9massa N em 9 do elétron foram:

"F

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