¿Cuál sería la solución para este ejercicio sobre campo magnético?
Ciertos tipos de cámara de burbujas están llenas de hidrogeno líquido. Cuando una partícula (como un electrón o un protón) pasa a través del líquido, deja un rastro de burbujas que se fotografía para mostrar la trayectoria de una partícula. El aparato está inmerso en un campo magnético conocido que hace que la partícula se curve. El rastro de la trayectoria de un electrón en una cámara de burbujas tiene forma de espiral.
- a) ¿Cómo podría determinarse el signo de la carga de una partícula a partir de una fotografía de su trayectoria?
- b) ¿Cómo determinan los físicos la cantidad de movimientos y la rapidez de este electrón con medidas efectúales por el fotógrafo, dado que se sabe que el campo magnético es perpendicular al plano de la figura?
- c) Es evidente que el electrón sigue una espiral que se hace cada vez pequeña ¿Qué propiedades del electrón deben estar cambiando para ocasionar tal comportamiento? ¿Por qué ocurre esto?
- d) ¿Cuál sería la trayectoria de un neutrón en una cámara de burbujas? ¿Por qué?
1 Respuesta
1) El movimiento de una partícula cargada que se mueve en un campo magnético B es tal que experimenta un desvío al establecerse una fuerza ( fuerza de Lorentz) : producto vectorial
F= qv x B.... De direccion perpendicular a las direcciones de los vectores Velocidad de la particula y Campo B. El sentido es F - v - B.
Si la carga es negativa el sentido de F será contrario al anterior. Se detecta por el sentido de giro que toma la espiral de la trayectoria tal como la registra la cámara de burbujas.
2) Midiendo el radio R inicial de la partícula que se desvía... y por medio de las relaciones:
F= m v^2/R .............qvB = mv^2/R ...................R = mv/qB.........y conociendo el valor de la relacion carga/masa = q/m,. Y el del campo B... se puedeN determinar de las fotografias... la cantidad de movimiento mv asi como la velocidad v de la particula.
3) La velocidad del electron va cambiando al perder energía por intercambio con la estructura atómica del hidrógeno líquido de la burbuja.,..,... se va reduciendo el Radio y la trayectoria se define como una espiral...
4) El neutron ( y toda otra partícula sin carga) pasaran por la cámara sin desviarse.
