Troubleshooting

Esta página é destinada aos docentes de LIFE e contém sugestões sobre como lidar com as dificuldades mais comuns das montagens experimentais. Neste sentido, pode ser editada livremente com contributos de todos.

O formato das entradas é o seguinte:

• Descrição do problema
• Lista de possíveis causas
• Para cada causa, descrever as acções a tomar

Experiência de Thomson

1. O filamento não acende

• Sem alimentação elétrica
  • Verifique se a fonte de alta tensão está correctamente ligada e com tensão.
  • Confirme que a tensão aplicada corresponde à necessária para o filamento (6VAC).
  • Meça a tensão de saída da fonte (6 VAC) com um multímetro.

• Filamento queimado
  • Caso tenha sido aplicada tensão errada ao filamento, é provável que este esteja fundido. Confirme através da medição da resistência do filamento.
  • Neste caso é preciso efectuar a mudança completa do tubo. Contacte os técnicos de apoio e, se necessário, remarque a experiência para outra sessão.

• Ligações soltas ou partidas
  • Verifique os cabos e conectores para garantir que estão bem ligados.
  • Procure por fios danificados ou ligações de soldadura frágeis e substitua se necessário.

2. O feixe de electrões não é visível

• Filamento não aquece
  • Verifique a secção 1 para garantir que o filamento está a funcionar.

• Tensão do ânodo ausente ou muito baixa
  • Confirme que a fonte de alta tensão está correctamente ligada e fornece a tensão de referência necessária (~500 V a 3000 V).
  • Confirme a polaridade correcta da ligação.
  • Não utilize multímetros para confirmar a tensão, uma vez que o valor máximo ultrapassa os limites deste instrumento.
  • Se necessário, experimente com uma fonte de tensão diferente.

• Aceleração dos eletrões insuficiente
  • Certifique-se de que a diferença de potencial entre ânodo e cátodo está correta.
  • Ajuste a tensão do ânodo e observe se há alguma mudança na visibilidade do feixe.

• Tubo CRT defeituoso
  • Se o tubo não emite feixe mesmo com as tensões correctas, pode estar danificado.
  • Contacte os técnicos de apoio e, se necessário, remarque a experiência para outra sessão.

• Vedação do vácuo comprometida
  • Se o tubo perdeu vácuo, não ocorrerá emissão de eletrões. Verifique sinais de condensação ou danos na estrutura do tubo.

3. O feixe de electrões é muito fraco ou invisível

• Tensão do ânodo insuficiente
  • Aumente gradualmente a tensão do ânodo para melhorar o brilho do feixe.

• Temperatura do filamento baixa
  • Certifique-se de que o filamento está a brilhar suficientemente para emitir eletrões. Ajuste a tensão do filamento conforme necessário.

• Presença de gases residuais no CRT
  • Se o tubo for antigo ou defeituoso, gases residuais podem afectar a emissão de electrões. O tubo deverá ser substituído.

• Interferência de campos magnéticos externos
  • Dispositivos electrónicos próximos podem desviar ou enfraquecer o feixe. Afaste o equipamento de fontes de interferência electromagnética.

4. O feixe não se desvia com o campo magnético

• Bobinas de Helmholtz não ligadas ou com falha
  • Certifique-se de que as bobinas estão correctamente conectadas à fonte de alimentação.
  • Meça a corrente nas bobinas para verificar se está dentro do esperado.
  • Certifique-se de que o sentido da corrente é idêntico para ambas as bobinas. No caso de sentidos opostos, o feixe é desviado de forma anómala.

• Campo magnético demasiado fraco
  • Aumente gradualmente a corrente nas bobinas e observe a resposta do feixe.
  • Confirme que as bobinas estão posicionadas corretamente em torno do CRT.

5. O feixe não se desvia com o campo elétrico

• Placas defletoras não ligadas
  • Verifique se as placas estão correctamente conectadas à fonte de alta tensão.
  • Confirme a polaridade correcta da ligação.
  • Não utilize multímetros para confirmar a tensão, uma vez que o valor máximo ultrapassa os limites deste instrumento.
  • Se necessário, experimente com uma fonte de tensão diferente.

• Tensão insuficiente aplicada
  • Aumente gradualmente a tensão entre as placas e observe se há desvio.

Experiência de Millikan

1. A fonte de alimentação não liga

• Falta de energia
  • Certifique-se de que a fonte está ligada usando o transformador adequado
  • Garanta que o transformador e o cabo estão em perfeitas condições

2. A lâmpada não liga

• Falta de energia
  • Certifique-se de que efectuou as ligações à lâmpada nos conectores correctos e com a tensão adequada

• Lâmpada fundida
  • Verifique a tensão nos cabos de alimentação da lâmpada.
  • Caso a tensão esteja correcta e a lâmpada não acenda, poderá estar fundida. Contacte os técnicos de apoio a LIFE.

3. Não se conseguem observar gotas de óleo

• Microscópio desajustado
  • As gotas têm uma dimensão extremamente pequena, que exige um afinamento perfeito do microscópio.
  • Antes de tentar as abordagens abaixo, repita o processo de calibração, até ter a certeza de que está a observar o plano focal correcto.

• Falta de óleo no atomizador
  • Verifique se o reservatório contém óleo e em quantidade suficiente. A quantidade ideal é a cerca de 3/4 do volume total.
  • Se necessário, experimente borrifar uma superfície absorvente (e.g. papel) para confirmar que há emissão de gotas.

• Obstrução na entrada da tampa
  • As gotas entram através de dois pequenos furos na tampa. Limpe-as com ar ou álcool para remover eventuais obstruções.

• Nebulização incorreta
  • Certifique-se de que está a pressionar o atomizador de forma rápida e uniforme para criar uma névoa fina.

• Iluminação inadequada
  • Apague as luzes todas da sala, deixando apenas a lâmpada da experiência como fonte de iluminação das gotas.

4. As gotas não flutuam ou não mudam de velocidade quando a tensão é aplicada

• A alta tensão não está ligada
  • Confirme que os conectores estão correctamente ligados na fonte de tensão e nas placas da câmara.

• Campo elétrico demasiado fraco
  • Aumente gradualmente a tensão aplicada e observe a resposta das gotas.

• Gotas carregadas neutras
  • Nem todas as gotas têm carga. Tente injectar mais gotas até encontrar uma que responda ao campo elétrico.

5. O movimento das gotas é irregular ou imprevisível

• Presença de cargas residuais nas placas
  • Desligue os cabos, remova a tampa e limpe a região entre as placas metálicas com álcool isopropílico para remover cargas acumuladas.

• Variações de temperatura ou pressão
  • Desligue os cabos, remova a tampa e deixe a montagem ficar à temperatura ambiente por uns minutos.

• Interferência externa
  • Evite equipamentos eletrónicos próximos que possam gerar campos eletrostáticos indesejados.

6. As gotas sobem ou descem muito rapidamente

• A tensão aplicada é demasiado alta
  • Reduza a tensão para obter um equilíbrio mais gradual e observável.

• Tamanho inadequado das gotas
  • Se as gotas forem muito grandes ou muito pequenas, a sua velocidade será inadequada.
  • Ajuste a pressão que aplica no atomizador e escolha outras gotas.
  • Escolha criteriosamente as gotas, desprezando as que caem demasiado depressa.

Experiência de Planck

1. A lâmpada espectral não liga

• Fonte de luz não está a receber energia
  • Confirme que a lâmpada está ligada à corrente, com o botão na posição activa
  • Se necessário, verifique a integridade do fusível de protecção

2. A tensão de paragem não é detectada ou é muito baixa

• Mau alinhamento da luz com o fotocátodo
  • Ajuste a posição relativa da fonte de luz e da célula fotoeléctrica.
  • Verifique que a luz da risca espectral pretendida incide correctamente no fotocátodo no interior da célula.
  • Se necessário, ajuste a posição do conjunto lente e rede de difracção de modo a obter riscas bem definidas.

• Ligação incorreta do circuito
  • Certifique-se de que os fios estão corretamente conectados e que a polaridade da fonte de tensão está correta.

• Mau alinhamento da luz com o fotocátodo
  • Ajuste a posição da fonte de luz para garantir que incide diretamente sobre o fotocátodo.

• Metal com função trabalho muito alta
  • Utilize um metal mais adequado, como sódio, césio ou zinco, que possuem funções trabalho mais baixas.

3. O Potencial de Corte (Stopping Potential) Não Está a Ser Medido Corretamente

Possíveis Causas & Soluções

• Tensão aplicada não é suficiente
  • Aumente gradualmente a tensão reversa para encontrar o potencial de corte.

• Má leitura do voltímetro
  • Certifique-se de que o voltímetro está corretamente calibrado e que está a medir a tensão correta.

• Fugas de corrente no circuito
  • Verifique conexões elétricas e elimine fontes de interferência externas.

4. A Relação Linear Entre Energia e Frequência Não Está Clara

Possíveis Causas & Soluções

• Erro na medição da frequência da luz
  • Confirme que as frequências utilizadas estão corretamente determinadas.

• Erro na medição do potencial de corte
  • Verifique se os valores de tensão são precisos e repita a medição.

• Interferência externa ou mau contato
  • Certifique-se de que não há campos eletromagnéticos próximos que possam interferir nas medições.

5. O Valor Obtido para h Está Errado

Possíveis Causas & Soluções

• Valores experimentais incorretos
  • Confirme que as leituras de frequência e tensão de corte são precisas.
  • Verifique a inclinação da reta obtida na regressão linear da equação de Einstein para o efeito fotoelétrico.

• Erro na calibração dos instrumentos
  • Certifique-se de que o voltímetro e o amperímetro estão calibrados corretamente.

• Condições ambientais inadequadas
  • Flutuações de temperatura e pressão podem afetar os resultados. Realize o experimento em ambiente controlado.