Campos Cruzados

Campos Cruzados: A Descoberta do Elétron

       Quando dois campos são mutuamente perpendiculares dizemos que se trata de campos cruzados.

       Na figura mostra de forma simples o experimento de Thomson. No tubo de raios catódicos, onde se tem partículas carregadas e que são emitidas pelo filamento aquecido em uma das extremidades do tubo evacuado.

       Após passarem por uma fenda no anteparo, formam um feixe estreito. Passando por dois campos cruzados onde atinge a tela fluorescente onde é produzido um ponto luminoso.

O elétron é submetido a forças dos campos assim desviando-os para o centro da tela, desta forma controlando a direção da partícula, onde um dos campos desviava para cima e o outro para baixo fazendo uma oposição entre eles.

Os passos usados por Thomson foram:

Com os campos nulos foi registrado onde o feixe de luz apareceu na tela sem nenhum desvio.

      Aplicando uma carga a um dos campos, e registrando o ponto luminoso

    Mantendo a carga de um dos campos e colocando uma para o outro e registrando o ponto luminoso.

A deflexão da partícula no momento que ela deixa a região das placas (2°passo) é dada por:   y= (|q| EL²) / 2mv²  

Quando dois campos são ajustados para que suas forças se cancelarem (3°passo): v = E/B

Obtendo assim:  m/|q| = (B² L²) / 2yE 

      

Desta forma conseguiremos medir a razão entre as partículas.

Campos Cruzados: O Efeito de Hall

       O efeito de Hall permite verificar se os portadores de carga em um condutor tem carga positiva ou negativa e permite medir o número de portadores por unidade de volume do condutor.

      Na figura a vemos uma fita de cobre que percorre uma corrente, cujo o sentido é de cima para baixo. Os portadores de corrente são os elétrons que percorre o sentido oposto de baixo para cima. Desta forma um campo magnético externo é apontado para dentro do papel é ligado fazendo que os elétrons se desviem para o lado direito da fita acumulando os elétrons neste lado da fita e deixando as cargas positivas não compensadas fixas no lado esquerdo. Criando assim um campo elétrico que aponta para direita, forçando e desviando os elétrons para esquerda figura b. 

Após um período de tempo a força exercida pelo campo magnético sobre os eletros se equilibra com o campo elétrico sendo assim as forças tem seus sentidos opostos e módulos iguais e desta forma estes começa a se mover em linha reta com uma velocidade v e o campo para de aumentar.

A diferença de potencial e hall é dada: v = Ed

E assim ao ligarmos um voltímetro conseguiremos descobrir qual das bordas tem o maior potencial. Com esse experimento também conseguiremos medir a concentração dos portadores e sua velocidade de deriva.