Ablenkung geladener Teilchen < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
|
| Status: |
(Frage) beantwortet  | | Datum: | 17:24 Do 11.12.2008 | | Autor: | JulGe |
| Aufgabe | Im dargestellten Bild ist an den Kondensator (x=0) eine Ablenkspannung von Uy = 350 V angeschlossen. Die obere Platte befindet sich bei y=4cm und die untere bei y=-4cm.
[Dateianhang nicht öffentlich]
a) Beschreiben Sie die Ablenkung des Elektrons im Kondensator und rechts vom Kondensator.
b) Bestimmen Sie den Radius der "Kreisbahn" des Elektrons im B-Feld (B=0,34T; y (Ablenkung im Kondensator) =2,5 cm)
|
Guten Abend,
Aufgabe A ist kein Problem. Ich weis, dass das Elektron in dir Richtung abgelenkt wird, oben oder unten, je nach dem, welche Platte positiv geladen ist. Nach dem Kondensator kommt es zu einer Spiralförmigen Bahn.
Bei Aufgabe B weis ich theoretisch auch wie ich vorgehen muss.
Ich muss ja die Zentripetalkraft mit der Lorentzkraft gleichsetzen und das nach r auflösen:
[mm] r=\bruch{m*V}{e*B}. [/mm] Es ist ja dann alles außer V gegeben. Jetzt weis ich nicht, wie ich auf das V komme.
Ich dachte daran die Elektrische Energie mit der Bewegungsenergie gleichzusetzen und das nach v aufzulösen. Aber dann hab eich ja gar nichts mit dem 4cm bzw. den 2,5cm gemacht.
Viele Grüsse
Julian
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 20:58 Do 11.12.2008 | | Autor: | rainerS |
Hallo Julian!
> Im dargestellten Bild ist an den Kondensator (x=0) eine
> Ablenkspannung von Uy = 350 V angeschlossen. Die obere
> Platte befindet sich bei y=4cm und die untere bei y=-4cm.
>
> [Dateianhang nicht öffentlich]
>
> a) Beschreiben Sie die Ablenkung des Elektrons im
> Kondensator und rechts vom Kondensator.
> b) Bestimmen Sie den Radius der "Kreisbahn" des Elektrons
> im B-Feld (B=0,34T; y (Ablenkung im Kondensator) =2,5 cm)
>
>
>
> Guten Abend,
>
> Aufgabe A ist kein Problem. Ich weis, dass das Elektron in
> dir Richtung abgelenkt wird, oben oder unten, je nach dem,
> welche Platte positiv geladen ist. Nach dem Kondensator
> kommt es zu einer Spiralförmigen Bahn.
>
> Bei Aufgabe B weis ich theoretisch auch wie ich vorgehen
> muss.
>
> Ich muss ja die Zentripetalkraft mit der Lorentzkraft
> gleichsetzen und das nach r auflösen:
>
> [mm]r=\bruch{m*V}{e*B}.[/mm] Es ist ja dann alles außer V gegeben.
> Jetzt weis ich nicht, wie ich auf das V komme.
Im Prinzip richtig, aber die wie kommst du denn auf diese Gleichung? Die Lorentzkraft hat ja Betrag und Richtung, ebenso wie Geschwindigkeit und Magnetfeld:
[mm]\vec{F} = e \vec{v}\times \vec{B} [/mm]
Mit anderen Worten: für die Lorentzkraft trägt nur die Geschwindigkeit senkrecht zum Magnetfeld bei. Die musst du berechnen.
> Ich dachte daran die Elektrische Energie mit der
> Bewegungsenergie gleichzusetzen und das nach v aufzulösen.
> Aber dann hab eich ja gar nichts mit dem 4cm bzw. den 2,5cm
> gemacht.
Welche Kraft wirkt im Kondensator auf das Elektron? Welche Beschleunigung ergibt sich daraus, und welche Änderung der Geschwindigkeit? Damit kannst du die beiden Geschwindigkeitsanteile parallel und snekrecht zu [mm] $\vec{B}$ [/mm] angeben.
Viele Grüße
Rainer
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:12 Do 11.12.2008 | | Autor: | JulGe |
Hallo Rainer,
vielen Dank für deine Antwort. Leider verstehe ich dies nicht ganz_
> Welche Kraft wirkt im Kondensator auf das Elektron? Welche
> Beschleunigung ergibt sich daraus, und welche Änderung der
> Geschwindigkeit? Damit kannst du die beiden
> Geschwindigkeitsanteile parallel und snekrecht zu [mm]\vec{B}[/mm]
> angeben.
Im Kondensator wirkt ja die Elektrische Kraft [mm] F_{el}=e*E
[/mm]
Aber wie komm ich auf den Rest. Was hat es mit den 2,5 cm auf sich?
Könntest du mir das bitte zeigen.
Viele Grüsse
Julian
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 21:18 Do 11.12.2008 | | Autor: | rainerS |
Hallo Julian!
> Hallo Rainer,
>
> vielen Dank für deine Antwort. Leider verstehe ich dies
> nicht ganz_
>
> > Welche Kraft wirkt im Kondensator auf das Elektron? Welche
> > Beschleunigung ergibt sich daraus, und welche Änderung der
> > Geschwindigkeit? Damit kannst du die beiden
> > Geschwindigkeitsanteile parallel und snekrecht zu [mm]\vec{B}[/mm]
> > angeben.
>
> Im Kondensator wirkt ja die Elektrische Kraft [mm]F_{el}=e*E[/mm]
>
> Aber wie komm ich auf den Rest. Was hat es mit den 2,5 cm
> auf sich?
Die Kraft im Kondensator lenkt das Elektron ab. Die Kraft ist im gesamten Kondensator konstant, und damit auch die Beschleunigung des Elektrons. Wie hängt also die Ablenkung mit der Kraft zusammen (gradlinig gleichförmige Beschleunigung)?
Viele Grüße
Rainer
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:24 Do 11.12.2008 | | Autor: | JulGe |
Dann wäre ja [mm] a=\bruch{v}{t} [/mm] aber ich habe ja weder a noch t und mit [mm] s=0,5at^{2} [/mm] kann ich ja auch nichts anfangen höchstens da kommt für die strecke 2,5 cm rein.
Ich versteh das grad iwie überhaupt nicht. Tut mir echt leid, wenn ich mich blöd anstelle.
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 21:35 Do 11.12.2008 | | Autor: | rainerS |
Hallo Julian!
> Dann wäre ja [mm]a=\bruch{v}{t}[/mm] aber ich habe ja weder a noch t
> und mit [mm]s=0,5at^{2}[/mm] kann ich ja auch nichts anfangen
> höchstens da kommt für die strecke 2,5 cm rein.
Du hast doch a gegeben, weil du die Kraft kennst, also kannst du t und damit v ausrechnen.
Viele Grüße
Rainer
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:42 Do 11.12.2008 | | Autor: | JulGe |
Ist folgendes korrekt?
F=m*a ==> [mm] a=\bruch{e}{m}*\bruch{U}{d}
[/mm]
[mm] s=0,5at^{2}
[/mm]
[mm] t=\wurzel{\bruch{2s}{a}}
[/mm]
[mm] a=\bruch{v}{t} [/mm] ==> [mm] v=a*t=\bruch{e}{m}*\bruch{U}{d}*\wurzel{\bruch{2s}{a}}
[/mm]
und für s 2,5cm einsetzen?
Gruss
Julian
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 21:50 Do 11.12.2008 | | Autor: | rainerS |
Hallo Julian!
> Ist folgendes korrekt?
>
> F=m*a ==> [mm]a=\bruch{e}{m}*\bruch{U}{d}[/mm]
>
> [mm]s=0,5at^{2}[/mm]
>
> [mm]t=\wurzel{\bruch{2s}{a}}[/mm]
>
> [mm]a=\bruch{v}{t}[/mm] ==>
> [mm]v=a*t=\bruch{e}{m}*\bruch{U}{d}*\wurzel{\bruch{2s}{a}}[/mm]
Korrekt, aber einfacher ist:
[mm]v = at = a* \wurzel{\bruch{2s}{a}} = \wurzel{2as} = \wurzel{\bruch{2*e*U*s}{m*d}} [/mm]
>
> und für s 2,5cm einsetzen?
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]")
Viele Grüße
Rainer
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:53 Do 11.12.2008 | | Autor: | JulGe |
Hallo Rainer,
vielen Dank für deine Geduld.
Das hat mir sehr geholfen.
|
|
|
|
