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grafite, e para a comprovação da hipótese de de
Broglie.
O tubo de difração de elétrons é um tubo de alto
vácuo, com um filamento de aquecimento de puro
tungstênio e um ânodo cilíndrico numa ampola de
vidro transparente e evacuada. A partir dos
elétrons emitidos pelo cátodo incandescente é
recortado um feixe de raios por meio de um
diafragma de orifício, que é focalizado por um
sistema ótico de elétrons. Esse feixe nitidamente
limitado e monocromático atravessa uma fina rede
de fios de níquel, que se encontra na "boca" do
canhão de elétrons, que está coberto de um filme
de grafite policristalino e age como grade de
difração. Sobre a tela fluorescente é visível a
imagem de difração na forma de dois anéis
concêntricos entorno do feixe de elétrons
difratado.
Um ímã faz parte do fornecimento. Ele permite a
alteração da direção do feixe de elétrons, a qual é
necessária quando surge um ponto defeituoso na
grade de grafite, seja de fábrica ou por queimadura
do mesmo.
3. Dados técnicos
Aquecimento:
≤
7,5 V AC/DC
Tensão anódica:
0 – 5000 V DC
Corrente anódica:
tipo 0,15 mA a 4000 V
DC
Constantes da grade de grafite:
d
10
= 0,213 nm
d
11
= 0,123 nm
Medidas:
Distância da grade de grafite /
Tela fluorescente:
aprox. 135 mm
Tela fluorescente:
aprox. 100 mm Ø
Ampola de vidro:
aprox. 130 mm Ø
Comprimento total:
aprox. 260 mm
4. Utilização
Para a operação do tubo de difração de elétrons
são necessários os seguintes aparelhos
suplementares:
1 Suporte dos tubos D
U19100
1 Fonte de alimentação de
alta tensão 5 kV
U33010-115
ou
1 Fonte de alimentação de
alta tensão 5 kV
U33010-230
1 Multímetro analógico AM51
U17451
4.1 Instalação do tubo no suporte para tubo
•
Montar e desmontar o tubo somente com os
aparelhos de alimentação elétrica desligados.
•
Empurrar até o fim o deslizante de fixação do
suporte do tubo.
•
Colocar o tubo nas pinças de fixação.
•
Fixar o tubo nas pinças por meio do deslizante
de fixação.
4.2 Desmontagem do tubo do suporte para tubo
•
Para retirar o tubo, puxar o deslizante de
fixação de volta e extrair o tubo.
4.3 Indicações gerais
O filme de grafite na grade de difração só tem
algumas camadas moleculares de espessura, e
pode assim ser destruída por uma corrente acima
de 0,2 mA.
A resistência interna serve para a limitação da
corrente e portanto para evitar danos no filme de
grafite.
Durante a experiência, a corrente anódica assim
como o filme de grafite devem ser controlados. Em
caso de queima da grade de grafite ou de uma
corrente de emissão superior a 0,2 mA, a tensão
anódica deve ser imediatamente desligada.
Em caso dos anéis de difração serem insatisfatórios
a direção do feixe de elétrons pode ser modificado
por meio do ímã, de modo que ele seja projetado
numa outra área do filme de grafite.
A focalização do feixe de elétrons pode ser
melhorada aplicando uma tensão de focalização de
0 – 50 V DC (veja o circuito na fig. 2), de forma a
poder melhor observar os anéis de difração a baixa
tensão anódica.
5. Exemplo de experiência
•
Montar a experiência conforme a fig. 2.
Conectar o pólo negativo da tensão anódica
através dos conectores de 2 mm.
•
Ligar a tensão de aquecimento e esperar
aproximadamente 1 minuto até que o
desempenho de aquecimento seja estável.
•
Aplicar uma tensão anódica de 4 kV.
•
Determinar o diâmetro
D
dos anéis de difração
sobre a tela luminosa.
Agora, são visíveis dois anéis de difração envolta
do feixe de elétrons difratado. Cada um dos anéis
corresponde a uma reflexão de Bragg nos átomos
de um nível da rede do grafite.
Alterações na tensão anódica provocam alteração
nos diâmetros dos anéis de difração, sendo que
uma redução da tensão leva a um aumento do
diâmetro. Esta observação coincide com o
