Versuche mit dem Fadenstrahlrohr
Frage: Versuche mit dem Fadenstrahlrohr(15 Antworten)
ich hab bei einem versuch mit dem fadenstrahlrohr raus das der radius der kreisbahn auf etwa 71% sinkt wenn die beschleunigungsspannung der elektronen halbiert wird. kann man das irgendwie physikalisch begründen? |
GAST stellte diese Frage am 02.12.2007 - 00:23 |
Antwort von Double-T | 02.12.2007 - 00:28 |
mv²/r = qvB mv/r = qB mv/qB = r v ~ U (wegen Ekin = q*U) genauer: v = (2*qU / m)^(1/2) |
Antwort von GAST | 02.12.2007 - 00:31 |
ja. kann man. du musst F(lorentz)=F(zentripetal) ansetzen ich komme dann auf r(U)=[(2m*U)/(e*B²)]^(1/2) wenn man m und B² als konstant betrachtet und U halbiert, so wird r um den faktor (1/2)^(1/2) größer. das wären ungefähr 71% |
Antwort von GAST | 02.12.2007 - 00:37 |
danke! hab leider noch ein kleines problem: die helmholtz-spulen unseres fadenstrahlrohrs werden von je 2 A durchflossen, im rohr herrscht eine beschleunigungsspannung von 100 V. jetzt soll ich berechnen wie groß die lorentzkraft ist. da die lorentzkraft genauso groß wie die zentripetalkraft ist hab ich die beiden formeln halt gleichgesetzt und nach r in aufgelöst (r=mv/qB) mir fehlt aber leiser B ud ich hab auch ka wie ich das mit den beiden werten berechnen soll. |
Antwort von Double-T | 02.12.2007 - 00:40 |
Ohne genauere Auskünfte über die Helmholtz-Spulen wird das auch nicht leicht. Was kannst du über die in Erfahrung bringen? Wenn du die hast, kannst du über den Stromfluss auch die Magnetische Flussdichte errechen. |
Antwort von GAST | 02.12.2007 - 00:45 |
wir haben nur kurz angesprochen das der radius der spulen dem abstand zwischen den beiden spulen entspricht und das dadurch ein relativ homogenes feld entsteht. mehr hatten wir leider noch nicht. |
Antwort von Double-T | 02.12.2007 - 00:47 |
Interessanter wäre allerdings zum Beispiel die Wicklungszahl |
Antwort von GAST | 02.12.2007 - 00:52 |
auf dem aufgabenzettel ist die nicht angegeben aber im unterricht haben wir eine mit jeweils 40 windungen verwendet |
Antwort von GAST | 02.12.2007 - 00:55 |
ach ich seh gerade man kann B doch berechnen. oder darf man die formel B=mü0*I/2*pi*r hier nicht verwenden? |
Antwort von Double-T | 02.12.2007 - 01:06 |
Das ist doch bloß die Formel für einen (langen, dünnen) Draht. Spulen werden überwiegend durch die Anzahl der Windungen geprägt. |
Antwort von GAST | 02.12.2007 - 11:53 |
ich glaube, dass man hier eher die windungsdichte braucht. dann kannst du B und somit auch F(lorentz) ausrechnen |
Antwort von GAST | 02.12.2007 - 11:59 |
das problem ist eben das auf dem aufgabenzettel weder die windungszahl noch die länge der spule angegeben ist. |
Antwort von GAST | 02.12.2007 - 21:38 |
meine hoffentlich letzte frage zu fadenstrahlror: warum ist es unproblematisch das die glühkathode mit wechselstrom geheizt wird aber wichtig das die spulen von gleichstrom durchflossen werden? da ich bis jetzt wechselstrom im unterricht noch nich durchgenommen habe und deshalb auch nicht seine wirkung sowie vor- und nachteile kenne kann ich nur eine vermutung aufstellen: bei der glühkathode ist es egal ob gleichstrom oder wechsespannung verwendet wird hauptsache die kathode wird erhitzt und die elektronen können sich lösen. bei den spulen könnte eine wechselspannung eine umpolung des magnetfelds verursachen wodurch natürlich keine kreisbahn entstehen kann. |
Antwort von Double-T | 02.12.2007 - 21:43 |
Deine Begründungen sind soweit richtig. |
Antwort von GAST | 02.12.2007 - 21:50 |
ok danke! wie sieht eigentlich der strahl aus wenn man bei den spulen keinen gleichstrom verwendet? bleibt er ganz gerade als ob kein magnetfeld vorhanden ist? |
Antwort von Double-T | 02.12.2007 - 21:58 |
Zitat: Das kann man nach deiner Aussage nicht Pauschalisieren,denn Es gibt verschiedene Arten der Wechselspannung. Auch ändert die Frequenz der Wechselspannung den Widerstand den die Spule darstellt, so dass mit steigender Frequenz das Magnetfeld schwächer wird und sich weniger auswirkt. Angenommen, dass eine langsame Sinus-Schwingung vorliegt, würde das Teilchen in Wellen fliegen. Das aufbauende Magnetfeld wirkt erzeugt eine wachsende Lorentz-Kraft.(Radius wird kleiner) Dann baut sich das Feld langsam wieder ab, so dass der Radius wieder größer wird und schließlich am Wendepunkt von einer "links"Kurve zur "rechts"Kurve (oder umgekehrt) wechselt. Dann wieder das gleich Spiel. |
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