1 00:00:04,719 --> 00:00:09,439 en este vídeo vamos a hablar sobre un selector de velocidades un selector de 2 00:00:09,439 --> 00:00:13,480 velocidades es un dispositivo que nos permite seleccionar únicamente aquellas 3 00:00:13,480 --> 00:00:17,519 partículas que vayan a la velocidad que a nosotros nos interesa 4 00:00:17,519 --> 00:00:24,739 se construye de la siguiente forma se utiliza un condensador de placas planas 5 00:00:24,739 --> 00:00:36,070 y paralelas que conectamos a una pila como esta 6 00:00:36,070 --> 00:00:46,869 que tiene un potencial así y entonces nos carga la placa superior 7 00:00:46,869 --> 00:00:53,460 positivamente y la placa inferior negativamente 8 00:00:53,460 --> 00:00:58,200 simultáneamente añadimos un campo magnético que vamos a dibujar de color 9 00:00:58,200 --> 00:01:09,040 rojo que en este caso elijo que vaya hacia dentro del papel este sería 10 00:01:09,040 --> 00:01:19,760 nuestro campo magnético como este el condensador que tiene cargas positivas 11 00:01:19,760 --> 00:01:27,920 y negativas nos genera un campo eléctrico que viaja de positivo a negativo, en azul 12 00:01:27,920 --> 00:01:38,799 el campo eléctrico y a continuación tendremos una partícula que hacemos entrar, por ejemplo 13 00:01:38,799 --> 00:01:45,459 va a ser una partícula cargada positivamente y la hacemos entrar en esta región con una 14 00:01:45,459 --> 00:01:55,069 cierta velocidad v. Pues bien, lo que nos interesa saber es si en esta región del final 15 00:01:55,069 --> 00:02:00,030 vamos a ver esta partícula o no. Veamos qué ocurre con esta partícula cuando 16 00:02:00,030 --> 00:02:03,709 estuviese por ejemplo en este punto de aquí para que se vea un poco más clara 17 00:02:03,709 --> 00:02:09,449 vamos a dibujarla otra vez. Tenemos la partícula en este punto con 18 00:02:09,449 --> 00:02:17,349 una cierta velocidad hacia la derecha. Debido al campo eléctrico esta partícula 19 00:02:17,349 --> 00:02:22,110 que se quiere se está moviendo hacia la derecha sentirá una atracción hacia el 20 00:02:22,110 --> 00:02:28,289 lado negativo es decir va a sentir una fuerza eléctrica así hacia abajo 21 00:02:28,289 --> 00:02:36,759 fuerza eléctrica debido al campo magnético sin embargo vamos a tener la 22 00:02:36,759 --> 00:02:39,759 ley de lorentz que la vamos a recordar aquí 23 00:02:39,759 --> 00:02:47,110 de hecho voy a poner las dos la fuerza eléctrica que es la carga 24 00:02:47,110 --> 00:02:56,939 por el campo eléctrico y la fuerza magnética fuerza magnética 25 00:02:56,939 --> 00:03:07,580 que es la carga por el producto vectorial de la velocidad y el campo magnético para hacer este 26 00:03:07,580 --> 00:03:12,740 producto vectorial deberemos llevar la velocidad hacia el campo y luego la carga como es positiva 27 00:03:12,740 --> 00:03:19,000 pues no tenga no nos cambiará el signo entonces lo que vamos a hacer es el giro que va desde la 28 00:03:19,000 --> 00:03:23,740 velocidad que es así hacia el campo que es así es un giro que con la mano derecha podemos hacer 29 00:03:23,740 --> 00:03:31,750 de esta manera y nos sale una fuerza hacia arriba esta de aquí es la fuerza 30 00:03:31,750 --> 00:03:36,710 magnética pues bien ahora vamos a calcularnos qué 31 00:03:36,710 --> 00:03:41,669 valores tienen estas fuerzas como todos los vectores son aquí perpendiculares 32 00:03:41,669 --> 00:03:46,889 entre sí la fuerza eléctrica pues ya tenemos carga por campo y la fuerza 33 00:03:46,889 --> 00:03:52,729 magnética tendremos carga por la velocidad y el campo en módulo esta 34 00:03:52,729 --> 00:03:57,330 fuerza sería el módulo de la fuerza magnética 35 00:03:57,330 --> 00:04:03,110 sería el valor absoluto de la carga en este caso da igual porque es positiva 36 00:04:03,110 --> 00:04:08,909 pero si fuese negativa el módulo de la velocidad y el módulo del campo 37 00:04:08,909 --> 00:04:13,849 magnético insisto como la velocidad del campo son perpendiculares este producto 38 00:04:13,849 --> 00:04:20,230 vectorial es simplemente el producto de los módulos pues bien cuál es la fuerza 39 00:04:20,230 --> 00:04:23,290 neta que siente esta partícula, la fuerza total 40 00:04:23,290 --> 00:04:28,209 la fuerza total que siente esta partícula es 41 00:04:28,209 --> 00:04:32,350 la parte eléctrica que es 42 00:04:32,350 --> 00:04:36,110 la carga por el campo y 43 00:04:36,110 --> 00:04:40,029 vertical hacia arriba, la voy a poner así en módulo 44 00:04:40,029 --> 00:04:42,569 para sacarle el vector y 45 00:04:42,569 --> 00:04:48,050 hacia abajo porque es hacia abajo, más 46 00:04:48,050 --> 00:04:57,910 y en este término tenemos la carga, la velocidad, el campo magnético, vertical hacia arriba y positiva porque estaba hacia arriba. 47 00:04:58,529 --> 00:05:05,800 Podemos sacar factor común, la carga, y J también podemos sacar la factor común 48 00:05:05,800 --> 00:05:13,279 y nos queda que esto es velocidad y campo menos campo eléctrico J. 49 00:05:13,920 --> 00:05:22,639 Observamos en este caso que este término de aquí puede tomar valores positivos, negativos o cero. 50 00:05:23,540 --> 00:05:30,360 Por ejemplo, si este producto menos el campo fuese positivo, 51 00:05:32,519 --> 00:05:40,560 es decir, si la velocidad fuese mayor que este cociente de aquí, 52 00:05:40,560 --> 00:05:46,339 entonces significaría que el término velocidad por campo magnético es mayor 53 00:05:46,339 --> 00:05:52,060 que el campo eléctrico es decir la fuerza de color rojo será mayor que la 54 00:05:52,060 --> 00:05:55,259 fuerza de color azul si la fuerza de color rojo es mayor que la fuerza de 55 00:05:55,259 --> 00:05:59,399 color azul el movimiento que describiremos será un movimiento como 56 00:05:59,399 --> 00:06:03,279 este y chocaremos contra una de las placas 57 00:06:03,279 --> 00:06:08,560 por lo tanto en este caso tendremos un tiro 58 00:06:08,560 --> 00:06:24,279 parabólico parabólico hacia arriba en este caso de la carga positiva si 59 00:06:24,279 --> 00:06:27,279 la carga fuese negativa entonces todas las fuerzas se darían la vuelta sería 60 00:06:27,279 --> 00:06:32,579 hacia abajo qué ocurre si este producto 61 00:06:32,579 --> 00:06:40,540 menos el campo eléctrico es negativo o bien la velocidad es más pequeña que el 62 00:06:40,540 --> 00:06:44,939 campo dividido en el campo eléctrico dividiendo el campo magnético en ese 63 00:06:44,939 --> 00:06:49,079 caso dominaría la fuerza de color azul si domina la fuerza de color azul 64 00:06:49,079 --> 00:07:01,569 entonces tenemos un movimiento como éste es decir habrá un tiro parabólico pero 65 00:07:01,569 --> 00:07:10,060 esta vez será hacia abajo en ninguna de estas dos situaciones conseguiremos ver 66 00:07:10,060 --> 00:07:14,019 la partícula si ponemos un detector al final en las dos se nos va a chocar con 67 00:07:14,019 --> 00:07:19,420 una placa que ocurre en el último caso que nos queda 68 00:07:19,420 --> 00:07:25,300 si esta diferencia es exactamente igual a cero o bien si esta velocidad de la 69 00:07:25,300 --> 00:07:31,319 partícula es exactamente igual al cociente campo eléctrico entre campo 70 00:07:31,319 --> 00:07:42,470 magnético en este caso la partícula sigue recta de hecho no se 71 00:07:42,470 --> 00:07:47,889 ve acelerada sigue teniendo un movimiento rectilíneo uniforme en este 72 00:07:47,889 --> 00:07:50,949 caso si yo pongo el detector aquí al final si voy a ver la partícula la 73 00:07:50,949 --> 00:07:55,750 partícula va a llegar hasta el detector y nosotros la vamos a poder registrar, por lo tanto las 74 00:07:55,750 --> 00:08:01,410 únicas partículas que pueden salir de estas placas que hay aquí son aquellas que cumplan que la 75 00:08:01,410 --> 00:08:10,750 velocidad es el cociente entre el campo eléctrico y el campo magnético, el campo eléctrico es muy 76 00:08:10,750 --> 00:08:15,509 fácil de modificar porque si yo tengo aquí una pila con un cierto potencial el campo eléctrico 77 00:08:15,509 --> 00:08:29,980 se calcula como el potencial por la distancia, no, al revés, entre la distancia, donde la distancia es esta distancia de aquí. 78 00:08:34,299 --> 00:08:40,779 Por lo tanto, sabiendo cómo cambiar el campo eléctrico simplemente cambiando el potencial, ya sea porque puedo regular esta pila 79 00:08:40,779 --> 00:08:48,740 o porque pongo una resistencia que me corta un poco del potencial, podré modificar cuánto es la intensidad del campo eléctrico 80 00:08:48,740 --> 00:08:51,720 y por lo tanto cuál es la velocidad de las partículas que salen. 81 00:08:52,100 --> 00:08:56,559 El campo magnético también se puede modificar pero como todavía no hemos visto cómo se genera el campo magnético 82 00:08:56,559 --> 00:09:02,740 pues de momento modificando el campo eléctrico sería suficiente para cambiar esta velocidad de las partículas que salen. 83 00:09:04,899 --> 00:09:07,559 Y así es como funciona un selector de velocidades.