Tubo de raios catódicos Por: Lucas Assis

Ilustre a influência do campo magnético sobre cargas elétricas em movimento deslocando a imagem obtida na tela fluorescente de um aparelho que opera com tubo de raios catódicos.

Materiais Necessários

  • Aparelho com tubo de raios catódicos (osciloscóp
  • Ímã permanente (pode ser retirado de um HD danif

Fase 1 - O tubo de raios catódicos

Raios catódicos são feixes de elétrons acelerados, ou seja, partículas com cargas elétricas negativas movendo-se a velocidades altas. O “tubo de imagem” contido em TVs e monitores é um exemplo de tubo de raios catódicos. Nele, elétrons são acelerados em direção à tela fosforescente e sua energia é emitida em forma de luz após a desaceleração desses elétrons no choque com a tela.

Adaptamos o monitor, retirando sua bobina, com isso, ligando o aparelho pode-se ver o ponto formado no centro da tela. Esse ponto indica o local em que o feixe está incidindo.

Fase 2 - Desviando o feixe

Aproxime o ímã do ponto de luz observado na tela e veja o que acontece. A partir do observado, tente identificar os pólos norte e sul do ímã. Inverta também o ímã e veja como o feixe se comporta.

Caso possua o monitor adaptado com aceso ao tubo de imagem, aproxime o ímã a essa região. Com isso, você conseguirá desviar mais o feixe.

Veja também o nosso vídeo abaixo.

Fase 3 - O que acontece

Como já comentado no Passo 1, o tubo de imagem consiste de um tubo de vidro em que elétrons são acelerados em seu interior. Partículas eletricamente carregadas movimentando-se em uma região contendo campo magnético sofrem força magnética (desde que não estejam movimentando-se paralelamente às linhas de campo). A direção da força pode ser prevista aplicando-se a regra da mão direita (ver em para saber mais).

Dessa forma, quando aproximamos o ímã do feixe de elétrons, eles são desviados pela força magnética que passa a atuar sobre esses elétrons em uma direção que depende da direção em que se orientou o ímã e, consequentemente, seu campo magnético. Invertendo-se os pólos do ímã, inverte-se a direção do desvio do feixe, já que a inversão da orientação do campo magnético provoca inversão na orientação da força magnética.

Fase 4 - Para saber mais

O tubo de imagens Esse dispositivo é formado por um tubo de vidro em que no seu interior foi feito vácuo. Lá dentro, elétrons são acelerados de um filamento aquecido e colidem com a tela situada na outra extremidade do tubo, revestida de material fluorescente que reemite, em forma de luz visível, a energia dissipada na brusca desaceleração do feixe.

Nos aparelhos com tubo de imagem, a imagem na tela é formada pelo desvio constante do feixe de elétrons. Bobinas posicionadas ao redor do tubo geram campos magnéticos com direções e intensidades específicas para que o feixe seja desviado para uma direção específica da tela e também de forma a controlar a velocidade com que esses feixes atingem a tela, variando-se a intensidade do brilho do ponto de luz emitido. O aparelho varia constantemente esses campos de forma que o feixe seja desviado varrendo toda a tela rapidamente de tal forma que, devido à persistência da visão, vemos uma única imagem, como se todos os pontos estivessem sendo atingidos ao mesmo tempo.

A foto abaixo mostra o dispositivo com as bobinas que foi retirado do nosso monitor adaptado.

A regra da mão direita para produtos vetoriais A força magnética que aparece sobre partículas eletricamente carregadas que se movimentam em uma região em que há campo magnético é o resultado de um produto vetorial entre a velocidade da carga e o campo magnético multiplicado pela carga da partícula. O vetor resultante de um produto entre outros dois vetores aparece em um plano que é perpendicular a ambos os fatores. Quando os fatores são perpendiculares entre si, pode-se obter a direção do vetor resultante pela regra da mão direita (ou regra do tapa):

Posiciona-se a mão direita aberta. O polegar aponta na direção da velocidade da partícula, os outros dedos na direção do campo magnético. No caso de uma partícula de carga positiva, a força magnética aparece então na direção do "tapa" dado pela mão. Já para uma partícula negativamente carregada, a força magnética aparece em sentido oposto da palma da mão.

Comentários - 6 Comentários

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Yoshinori Miyazaki em 13/08/2010 23:12:13

Recomendo o uso de luva de borracha,ao aproximar o imã da parte de trás do monitor e adicionar um aviso de qual partes podem dar um choque de alta voltagem.