La deflessione degli elettroni nell'oscillografo

applet creata da: Ing. Nando Marturano con: Easy Java Simulations

Istruzioni per l'uso dell'applet:

La deflessione degli elettroni nell'oscillografo.

  • Disattivare, se attivata, la protezione nei confronti del controllo Java (selezionare consenti contenuto bloccato in alto nel browser).

  • Si consiglia di utilizzare il proprio browser a schermo intero per una migliore visualizzazione dell'applet.

  • Selezionare il pulsante "Start" riportato a fondo pagina, all'interno del riquadro contenente l'applet, per consentirne la partenza.

  • Lanciare la simulazione premendo il tasto Start.

  • Visualizzare le placche di deflessione dell'oscillografo.

  • Selezionando il checkbox "Valore Campo Elettrico" verrà visualizzato il campo nel quale inserire il valore del campo elettrico E desiderato, tenendo conto che se il valore immesso risulta diverso dal range a fianco proposto l'elettrone potrebbe non uscire dalle placche di deflessione.

  • Selezionando il checkbox "Visualizza il campo elettrico uniforme" verranno visualizzate le linee di forza del campo elettrico uniforme.

  • Selezionando il checkbox "Valore dell'energia cinetica di ingresso dell'elettrone" verrà visualizzato il campo nel quale inserire il valore dell'energia cinetica Ec desiderato, tenendo conto che se il valore immesso risulta diverso dal range a fianco proposto l'elettrone potrebbe non uscire dalle placche di deflessione.

  • Visualizzare il valore della velocità di ingresso vo dell'elettrone nel campo elettrico, la cui direzione viene supposta ortogonale alle linee di forza del campo stesso, il valore dell'accelerazione ao dell'elettrone all'interno del campo elettrico la cui direzione risulterà opposta alla direzione delle linnee di forza del campo, e la deflessione che l'elettrone subirà all'uscita dalle placche di deflessione.

  • Visualizzare i valori istantanei che risultano essere; il tempo t, lo spostamento x lungo l'asse delle ascisse, lo spostamento y lungo l'asse delle ordinate, la velocità vx lungo l'asse delle ascisse e la velocità vy lungo l'asse delle ordinate.

  • Premere il tasto "play" per lanciare la simulazione ed il tasto "pause" per arrestarla temporaneamente.

  • I cursori nella parte bassa possono essere utilizzati per assegnare rispettivamente il valore da assegnare al campo elettrico E ed all'energia cinetica Ec dell'elettrone all'ingresso delle placche di deflessione.

  • Nell'ipotesi in cui si volesse rieseguire l'applet con valori deversi selezionare il pulsante "Reset" e ricominciare selezionando il pulsante "Avvio".

NB: Si consiglia di utilizzare come risoluzione dello schermo il valore 1024x768 anche se è possibile utilizzare il valore 800x600. Per visualizzare correttamente la simulazione occorre la disponibilità di una connessione veloce e che il vostro browser sia fornito del supporto Java, reperibile gratuitamente al sito http://www.sun.com/it/ 

 

 

Cenni di teoria:

La deflessione di un elettrone nell'oscillografo.

 

Si supponga che un elettrone entri tra le placche, di lunghezza L, di un oscillografo con una energia cinetica Ec diretto perpendicolarmente alle linee di forza di un campo elettrico di intensità E. Si desidera determinare la traiettoria dell'elettrone e la sua deflessione all'uscita dalle placche.

La conoscenza dell'energia cinetica Ec consente il calcolo della velocità di ingresso vo dell'elettrone tra le placche, conoscendone la massa m = 9,109·10-31 kg.

Si utilizzi, per lo studio del moto, un sistema di assi cartesiani il cui asse x abbia la stessa direzione della velocità di ingresso vo dell'elettrone ed il cui asse y abbia verso opposto alla direzione del campo elettrico supposto presente all'interno delle placche, ovvero orientato nel verso dell'accelerazione ao che può essere cosi calcolata (ricordando che la carica di un elettrone vale e = 1,602·10-19 C):

Accade allora che l'elettrone, mentre continua a muoversi di moto rettilineo uniforme lungo l'asse x, si muove di moto uniformemente accelerato lungo l'asse y e le equazioni del moto risulteranno:

                        

Eliminando il tempo dalle equazioni del moto si ottiene l'equazione della traiettoria che risulta essere una parabola con l'asse coincidente con l'asse y:

La deflessione d dell'elettrone all'uscita delle placche è il valore di y che corrisponde ad x = L , cioè: