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El campo magnético
Acción sobre una carga en movimiento
Ley de Lorentz
F
F = qv  B
F  qvB sen 
B
B


v
v
F
El sentido de la fuerza depende del signo de la carga
El campo magnético: acción sobre una carga en movimiento
Observación del movimiento de una carga eléctrica en un campo magnético
El applet simula la existencia de dos campos magnéticos cuyos valores pueden
modificarse de manera independiente. Podemos observar qué ocurre con los datos que
vienen por defecto y después proceder sistemáticamente.
Hacer nulo el campo magnético inferior, seleccionar los valores máximos del campo
magnético, de la velocidad y de la masa de la partícula, poner el ángulo que forma la
velocidad con el eje X en 90º y predecir, y luego comprobar, lo que ocurre al radio de
la trayectoria cuando:
- Disminuimos el valor del campo magnético
- Disminuimos la masa de la partícula
- Disminuimos la velocidad de la partícula
- Invertimos el sentido del campo magnético
Observación del movimiento de una carga eléctrica en un campo magnético
El applet simula el movimiento de una carga en un campo magnético.
Con Settings podemos cambiar:
masa de la partícula: entre 5 y 20 gramos.
velocidad de la partícula: entre 0 y 200 cm/s
carga (positiva o negativa: entre 2000 y 8000 microculombios
campo magnético: entre 2000 y 8000 mT (no puede cambiarse el sentido)
El campo magnético entra en el papel.
Con Mode podemos cambiar:
mode 1: la carga se acerca libremente al campo.
mode 2: la carga se mueve y el campo surge de repente.
mode 3: la carga es desplazada por una mano que la deja dentro del campo.
Fijados unos valores de masa, velocidad y carga de la partícula así como el valor del
campo magnético, el applet calcula el radio de la trayectoria y la velocidad angular de
la misma en el interior de ese campo
Observación del movimiento de una carga eléctrica en un campo magnético
1.- Calcula el radio de la trayectoria y la velocidad angular de una partícula cargada
cuya masa es 5 g, su carga 4000 mC y su rapidez es 75 cm/s, cuando entra en un
campo magnético de 4000 mT, perpendicular al plano en el que se mueve la
partícula.
Comprueba el resultado obtenido con el que da el applet.
Predice y comprueba lo que ocurre al radio de la trayectoria si:
-Se cambia el signo de la carga eléctrica.
-Se duplica el valor de la rapidez.
-Se duplica el valor del campo magnético.
-Se duplica el valor de la masa.
-Se duplica el valor de la carga eléctrica.
El selector de velocidades
v
Sólo hay campo eléctrico
Fe
Fuerza eléctrica: Fe = q E
La partícula cargada se desvía de su trayectoria rectilínea, teniendo en
cuenta la dirección y sentido de la Fuerza eléctrica.
El selector de velocidades
v
Sólo hay campo magnético
Fuerza magnética: F= q v B
Fm
B
v
La partícula cargada se desvía de su trayectoria rectilínea, teniendo en
cuenta la dirección y sentido de la fuerza magnética.
El selector de velocidades
Existe campo eléctrico y magnético
v
Fuerza eléctrica: Fe = q E
Fuerza magnética: F= q v B
Para cada pareja de valores de E y B
existe una velocidad v para la que Fe = Fm
qE  qvB
v
E
B
Las partículas que lleven esa velocidad pasan por el selector sin desviarse
El espectrógrafo de masas
A continuación del selector de velocidades
se coloca un campo magnético
La partícula al llegar a ese campo
magnético describe un movimiento
circular, chocando con una pantalla
pantalla
Si se conoce q, se conoce v = E/B y medimos R , se puede calcular la
masa de la partícula.
El espectrógrafo de masas
Calcularemos las masas atómicas de los isótopos del helio
En el selector de velocidades E = 2 N/C y B = 16 G
¿Qué velocidad tendrán los iones que no se desvíen?
Utiliza el applet para medir el radio de la trayectoria
descrita por cada ion
A partir de los datos anteriores, calcula la masa en u de
los isótopos del helio.
q = 1,6 10-19 C
1 u = 1,67 · 10-27 kg
El espectrógrafo de masas
Calcularemos las masas atómicas de los isótopos del carbono
En el selector de velocidades E = 2 N/C y B = 25 G
¿Qué velocidad tendrán los iones que no se desvíen?
Utiliza el applet para medir el radio de la trayectoria descrita
por cada ion
A partir de los datos anteriores, calcula la masa en u de los
isótopos del carbono.
q = 1,6 10-19 C
1 u = 1,67 · 10-27 kg