A proposal with low cost for cathode ray experiments

Authors

  • Defferson Rodrigues Martins das Neves Master student in Science Teaching and Mathematics, Universidade Federal de São Paulo, Campus Diadema
  • Bianca Alves Pereira Master student in Science Teaching and Mathematics, Universidade Federal de São Paulo, Campus Diadema
  • Sabrina Alves Pereira Master student in Science Teaching and Mathematics, Universidade Federal de São Paulo, Campus Diadema
  • Thaís Cyrino de Mello Forato Universidade Federal de São Paulo, Campus Diadema
  • André Amaral Gonçalves Bianco Universidade Federal de São Paulo, Campus Diadema

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2019v36n1p256

Abstract

This paper presents a proposal for the adaptation of one of the experiments on the nature of the cathod rays performed at the end of the 19th century, specifically the one presented in textbooks and scientific dissemination as "the Thomson experiment" for the calculation of charge /mass ratio of the electron. Our proposal uses materials at a lower cost than experiment kits available on the market and presents a detailed description of its construction and operation, and contributes in several respects as a solution to some of the reasons related to the low utilization of experiments in science classes: the high cost materials and equipment, the lack of laboratories and the lack of ability of teachers. The elaboration of the experimental apparatus is also accompanied by the mathematical development necessary for its use and the indication of the various physical phenomena that can be treated in parallel with its implementation. With the experimental adaptation, we were able to measure and calculate the magnetic field to which the electrons are subjected inside a cathode ray tube, the potential difference between cathode and anode in the tube (electron acceleration voltage), the magnetic deflection that the electrons undergo, and to a good approximation the speed of translation of the electrons and the charge/ mass ratio of these particles.

Author Biographies

Defferson Rodrigues Martins das Neves, Master student in Science Teaching and Mathematics, Universidade Federal de São Paulo, Campus Diadema

Graduado em Tecnologia em Automação Industrial pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo, pós-graduado na modalidade especialização em Tecnologia de Análise e Projeto de Sistemas pela Faculdade de Tecnologia de São Paulo, atualmente cursando Licenciatura em Ciências com habilitação em Física e Mestrado em Ensino de Ciências e Matemática, ambos na Universidade Federal de São Paulo, Campus Diadema.

Bianca Alves Pereira, Master student in Science Teaching and Mathematics, Universidade Federal de São Paulo, Campus Diadema

Atualmente cursando mestrado em Ensino de Ciências e Matemática na Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Graduada em Ciências – Matemática, pela UNIFESP (2015). Desenvolve pesquisas na área de ensino de Ciências e Matemática.

Sabrina Alves Pereira, Master student in Science Teaching and Mathematics, Universidade Federal de São Paulo, Campus Diadema

Atualmente cursando mestrado em Ensino de Ciências e Matemática na Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Graduada em Ciências – Matemática, pela UNIFESP (2015). Desenvolve pesquisas na área de ensino de Ciências e Matemática.

Thaís Cyrino de Mello Forato, Universidade Federal de São Paulo, Campus Diadema

Universidade Federal de São Paulo, Campus Diadema

André Amaral Gonçalves Bianco, Universidade Federal de São Paulo, Campus Diadema

Bacharel e licenciado em Química pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP), doutor em ciências (modalidade: ensino de bioquímica) pelo Departamento de Bioquímica do IQ-USP. Professor Adjunto IV do Departamento de Ciências Exatas e da Terra da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), no curso de graduação em Ciências – Licenciatura em Física, Química, Biologia e Matemática. Coordenador do grupo Núcleo de Fotografia Científica (CNPQ) na UNIFESP. Atualmente é orientador de pós-graduação no Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática (PECMA) da UNIFESP e desenvolve pesquisas e projetos de extensão universitária em Ensino de Ciências, com ênfase no Ensino de Bioquímica. Editor da Revista de Ensino de Bioquímica.

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Published

2019-05-13

How to Cite

Neves, D. R. M. das, Pereira, B. A., Pereira, S. A., Forato, T. C. de M., & Bianco, A. A. G. (2019). A proposal with low cost for cathode ray experiments. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 36(1), 256–286. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2019v36n1p256

Issue

Section

Atividades experimentais no ensino de Física

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