Questão de Física

1.º Vestibular de 2010 2.º DIA – 14 – escala utilizada para determinar o raio da bobinas de Helmholtz

canhão de elétrons controle do potencial controle da corrente acelerador de elétrons nas bobinas V V

i (mA) Figura I Figura II Figura III A figura I acima mostra um aparelho utilizado para se determinar a razão carga/massa (e/m) do elétron. Nesse equipamento, um feixe de elétrons produzido por um canhão de elétrons é injetado em uma região de campo magnético criado por um par de bobinas. Dependendo da velocidade dos elétrons e da intensidade do campo magnético, os elétrons podem realizar um movimento circular entre as bobinas. Essa situação é ilustrada esquematicamente na figura II, que mostra a estrutura do canhão acelerador de elétrons e duas trajetórias diferentes obtidas em condições distintas do aparelho, em um sistema de coordenadas cartesianas xOy. No canhão de elétrons, um filamento incandescente aquece uma placa metálica no catodo, para liberar elétrons de sua superfície. Esses elétrons são, então, acelerados em direção ao anodo por um potencial acelerador. Ao chegarem ao anodo, eles passam por uma abertura e são ejetados do canhão para dentro da região de campo magnético, onde o feixe se curva. O gráfico da figura III mostra a relação entre § 17 17· a diferença de potencial e a corrente elétrica do filamento do canhão. Na figura II, os pontos P = (5, 5), Q = (10, 0), R = ¨ , ¸ e S = (17, 0) têm os valores dados em centímetros.