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Elektronen im Magnetfeld

Frage: Elektronen im Magnetfeld
(9 Antworten)

 
Aaah, Physik.

Jap, wieder mal ein Problem.
Müssen ne Abi Aufgabe rechnen. Hab soweit fast alles, aber die letzte Aufgabe, die d) (!) versteh ich nicht wirklich...äähm...was muss ich machen? ^^

http://home.arcor.de/fmehl/Abi_Aufg/M-Efeld%20LK82%20II1.pdf

Danke für die Hilfe schon mal :)

lg
GAST stellte diese Frage am 04.11.2009 - 23:04

 
Antwort von GAST | 05.11.2009 - 00:37
und ich denke, dass eine quantitative angabe verlangt ist (physik ist ja auch eine quantitative wissenschaft), und nichts mit kleiner/größer/...


könntest dann meinetwegen schreiben: verdoppelt man U, so verdoppelt sich die vertikalgeschwindigkeit und damit ... nach ...

das wäre noch akzeptabel.


Autor
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Antwort von Double-T | 04.11.2009 - 23:14
d) ist angelehnt an c)
Durch den Winkel zu den Magnetfeldlinien wird sich eine Helixbahn ausprägen.
Diese Helixbahn soll halt genau einen Umlauf haben.

Die Variation der Spannung ändert den Winkel - welchen Einfluss hat das wohl?

 
Antwort von GAST | 04.11.2009 - 23:29
Ja, so ähnlich hat ich das auch gedacht - die Elektronen drehen sich weiter, und die richtige Flussdichte brauchs um einen Umlauf zu schaffen. Naja, soweit schon klar - aber wie mache ich das? Als Ansatz würde ich mit dem Induktionsgesetz arbeiten. Muss ich nach B umstellen?

Baaah, es ist spät, ich habe getrunken und steh auf dem Schlauch. ^.^

Den zweiten Teil der Aufgabe habe ich denk ich jetzt verstanden. Je größer die Spannung, desto kleiner der Winkel. Richtig? Sprich: Bei Verdopplung der Ablenkspannung müsste sich die Bahnkurve um die Hälfte verkleinern.
Bei letzterem dürfte dann gar nix passieren, da die Ablenkspannung und die Geschwindigkeit sich verdoppeln. Das heißt, die Bahnkurve müsste zwar theoretisch enger werden, aber durch die doppelte Geschwindigkeit würde das ja mit größeren Weg verbunden sein.

Seh ich das richtig?

 
Antwort von GAST | 04.11.2009 - 23:56
dumdidum ^^
Bräuchte in nächster Zeit bissel Hilfe, wäre cool :)

 
Antwort von GAST | 04.11.2009 - 23:59
nur geduld ...

induktionsgesetz?

wer oder was wird hier induziert?

ich nehme an, dass mit B mit feldstärke gemeint ist. H und B werden leider oft vertauscht.

ganz netter ansatz wäre -e/m*(v x B)=dv/dt lösen. dann kriegst du sofort die trajektorie raus.

oder (etwas einfacher für dich): über superpositionsprinzip: v0*T=l2, T ist die umlaufdauer, die du noch bestimmen müsstest (über F(l)=F(z), wobei hier nur die vertikalbewegung betrachtet wird)

"Je größer die Spannung, desto kleiner der Winkel."

welcher winkel?

da y(x)=c*U/v0²*x² (0<=x<=l1) die bahnkurve im E-feld ist, wird bei großem U stärker abgelenkt -->größerer winkel zwischen B und v(ges).

"Bei Verdopplung der Ablenkspannung müsste sich die Bahnkurve um die Hälfte verkleinern"
nachweis?
außerdem war von physikalischen größen die rede, kleiner/größer sagt mir nichts.

"Bei letzterem dürfte dann gar nix passieren, da die Ablenkspannung und die Geschwindigkeit sich verdoppeln."

wenn du v0 vergrößerst, die umlaufdauer aber dieselbe bleibt, zieht sich das in die länge. ein grund, weshalb deins nicht stimmen kann.

stell am besten ein paar gleichungen auf, anstatt zu mutmaßen. so kannst du ja auch nicht beurteilen, ob etwas linear oder sonst wie einfließt.

 
Antwort von GAST | 05.11.2009 - 00:18
Vielen Dank für deinen ausführlichen Beitrag!

Kurz: Für mich ist B die magnetische Flussdichte, so habe ich es zumindest gelernt, und so steht es in meinem Tafelwerk. ^^ Und H die Feldstärke. Steht übrigens auch so auf dem Blatt. :)

Also deine Ausführungen klingen soweit logisch.

Dein erster Ansatz - Du hast Lorentzkraft und F(elektrisch) gleichgesetzt und dann für E eingesetzt, oder? Auf was basiert denn deine Grundformel? Da fehlt mir grad der Ansatz. Kannst du das vielleicht ein bisschen näher erläutern? :)

Das mit dem Superpositions-was auch immer versteh ich nicht wirklich. ^^

Zum Rest:
Welcher Winkel: Vielleicht falsche Umschreibung, Radius triffts wohl eher.

Übrigens, Gleichungen aufstellen ist nicht so mein Ding. Die Frage verlangt ja auch nicht danach. Wie könnte man es denn noch erklären?

 
Antwort von GAST | 05.11.2009 - 00:28
"Kurz: Für mich ist B die magnetische Flussdichte, so habe ich es zumindest gelernt, und so steht es in meinem Tafelwerk. ^^ Und H die Feldstärke. Steht übrigens auch so auf dem Blatt. :)"

gut, spielt auch keine große rolle.
sind ja zum glück eng miteinander verwandt.

"Dein erster Ansatz - Du hast Lorentzkraft und F(elektrisch) gleichgesetzt und dann für E eingesetzt, oder? Auf was basiert denn deine Grundformel? Da fehlt mir grad der Ansatz. Kannst du das vielleicht ein bisschen näher erläutern? :)"


nein, lorentzkraft und zentripetalkraft gleichgesetzt

"Das mit dem Superpositions-was auch immer versteh ich nicht wirklich. ^^"

ungestörte überlagerung von bewegungen, hier: vertikale (gleichf.) kreisbewegung mit lorentzkraft als zentripetalkraft und (gleichf.) geradlinige horizontalbewegung.
superponiert man diese erhält man die helix.

"Wie könnte man es denn noch erklären?"

ohne gleichungen kannst du nicht erklären, es sei denn du umschreibst die gleichungen mit worten (nicht sehr effektiv), schließlich musst du es ausreichend begründen, auch wenn es nicht dabei steht.

 
Antwort von GAST | 05.11.2009 - 00:37
und ich denke, dass eine quantitative angabe verlangt ist (physik ist ja auch eine quantitative wissenschaft), und nichts mit kleiner/größer/...


könntest dann meinetwegen schreiben: verdoppelt man U, so verdoppelt sich die vertikalgeschwindigkeit und damit ... nach ...

das wäre noch akzeptabel.

 
Antwort von GAST | 05.11.2009 - 00:57
Ach du je... Ääääh, also SO ausführlich sind wir noch nie in Physik geworden.

"ungestörte überlagerung von bewegungen, hier: vertikale (gleichf.) kreisbewegung mit lorentzkraft als zentripetalkraft und (gleichf.) geradlinige horizontalbewegung.
superponiert man diese erhält man die helix." -> Davon habe ich jetzt wirklich absolut gar nix verstanden. ;) Was meinst du mit Superponiert und was bitte ist eine Helix? Ich werds mal googlen...

Denk doch bitte an mich dummen kleinen Physikschüler. ^.^

"nein, lorentzkraft und zentripetalkraft gleichgesetzt"
Okay, aber da komm ich maximal auf Q/m*B*r =v, auf deine Gleichung schon mal gar nicht. Ich versteh das echt nicht... (Baah, und auf den Mist komm ich morgen auf Note dran. >.< Das verhau ich doch total...)

Übrigens, den unteren Teil erklären, das würde ich vielleicht so quantitativ machen. Das dürfte auch gehen glaub ich.

Also verdoppelt man U, dann verdoppelt sich die Vertikalgeschwindigkeit, und damit werden die Kreise um die Hälfte kleiner, da ja die Horizontalgeschwindigkeit die gleiche bleibt. Richtig?

Und beim zweiten: Verdoppelt man U und die Eintrittsgeschwindigkeit, würde die Vertikalgeschwindigkeit ebenfalls zunehmen, wenn beide Geschwindigkeiten zunehmen, passiert nichts weiter im Feld, außer, dass der Vorgang schneller vonstatten geht. Richtig?

 
Antwort von GAST | 05.11.2009 - 14:02
latein und algriechisch hast d wohl nicht.
helix heißt schraube, pinere heißt setzen, stellen legen (das wort position kommt davon), super heißt über (wort solltest du auch aus dem deutschen kennen)
mathematisch gesehen ist das eine addition/subtraktion.

"auf deine Gleichung schon mal gar nicht"

welche gleichung? dazu habe ich nichts geschrieben.
setze v=2pi*r/T, dann kannst du nach T auflösen.

was du mit "kreise" werden kleiner meinst solltest du genauer sagen. wenn ich das richtig verstehe, müssten "die kreise größer werden", um es mit deinen worten auszudrücken.

"passiert nichts weiter im Feld"

"nichts weiter" heißt was genau?
die trajektorie ist dieselbe?

denk an meine worte: ungestörte überlagerung von bewegungen.

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