Braun'sche Röhre Aufgabe < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | In iner Braun'schen Röhre liegt zwischen Anode und Katode die Beschleunigungsspannung [mm] U_a [/mm] = 1 kV an. Die Elektronen passieren ein Paar von waagerechten Ablenkplatten ( d = 2cm ) , zwischen denen die Spannung [mm] U_0 [/mm] = 120 V herrscht.
Die Ausdehung der Platten in der Stahlrichtung x beträgt 3 cm.
a) Geben Sie die kinetische Energie und die Geschwindigkeit der Elektronen nach Durchlaufen der Beschleunigungsspannung an.
b ) Berechnen Sie die Zeit , die die Elektronen zum Passieren der Ablenkplatten benötigen.
c ) Berechnen Sie die Strecke , um die die Elektronen durch das Feld der Platten abgelenkt werden. |
Hallo,
morgen muss ich noch eine Klausur , die Physik-GK-Klausur , schreiben und da haben wir als Schwerpunkt Millikan und Braun'sche Röhre und muss paar Aufgaben als Übung lösen , wär nett , wenn ich Ansätze / Korrekturen bekomme.
Genug gequatscht :
Also zu a )
Ich soll die kinetische Energie berechnen , die Formel dafür ist :
E_kin = [mm] \bruch{1}{2} mv^2.
[/mm]
Die Energie kann ich ja nicht berechnen , weil ich kein v habe , also die Geschwindigkeit.
Also kann ich doch diese Formel benutzen:
[mm] \bruch{1}{2} mv^2 [/mm] = e [mm] U_a.
[/mm]
Und jetzt kann ich doch eigentlich e * [mm] U_a [/mm] ausrechnen.
E ist die Elementarladung und [mm] U_a [/mm] die Beschleunigungsspannung , beides multipliziert muss mir doch die kinetische Energie liefern , oder ?
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Hallo!
Nunja, du kannst erst die Energie und anschließend die Geschwindigkeit mit [mm] \frac12mv^2 [/mm] berechnen. (Bei sowas immer interessant: Ergibt das mehr oder weniger als 10% Lichtgeschwindigkeit? auch, wenn du nicht relativistisch rechnen kannst/mußt, da mal drauf zu gucken, schadet nie)
Ansonsten ja, e*U ergibt die Energie des Elektrons.
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Also ich habe jetzt
1,602 . [mm] 10^{-19} [/mm] C * 1000 V = E_kin
E_kin = 1,602 * [mm] 10^{16} [/mm] J.
"a) Geben Sie die kinetische Energie und die Geschwindigkeit der Elektronen nach Durchlaufen der Beschleunigungsspannung an. "
Jetzt habe ich ja die kinetische Energie , und jetzt muss ich doch die Geschnwidkeit berechnen NACHDEM die Elektronen beschleunigt wurden , die sind jetzt zwischen den Platten , oder ?
Es ist keine beschleunigte Bewegung mehr , oder ?
Ist jetzt eine gleichförmige Bewegung.
Also soll ich diese Formel benutzen :
x = [mm] v_0 [/mm] * t
x ist ja gegeben ( 3 cm ) , aber da habe ich ja wieder kein t.
Oder ist diese Formel an dieser Stelle nicht zu gebrauchen ?
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<x<4 kommt.<br="">Hi!
</x<4>> Also ich habe jetzt
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> 1,602 . [mm]10^{-19}[/mm] C * 1000 V = E_kin
>
> E_kin = 1,602 * [mm]10^{16}[/mm] J.
>
Nein. Es ist: [mm]E_{kin}=1,602 \cdot 10^{\red{-}16}[/mm]
>
> "a) Geben Sie die kinetische Energie und die
> Geschwindigkeit der Elektronen nach Durchlaufen der
> Beschleunigungsspannung an. "
>
> Jetzt habe ich ja die kinetische Energie , und jetzt muss
> ich doch die Geschnwidkeit berechnen NACHDEM die Elektronen
> beschleunigt wurden , die sind jetzt zwischen den Platten ,
> oder ?
Nein.
Hast du ein Bild einer Braunschen Röhre? Wenn nicht schaus dir mal auf Wikipedia an.
Erst nach dem Durchlaufen der Beschleunigungsspannung kommen deine Platten ins Spiel.
Die Elektronen werden zunächst von der Kathode zur Anode beschleunigt.
Berechne also die Geschwindigkeit mit deiner Formel: [mm]eU=\bruch{1}{2}m_e v^2[/mm]
> Es ist keine beschleunigte Bewegung mehr , oder ?
> Ist jetzt eine gleichförmige Bewegung.
> Also soll ich diese Formel benutzen :
>
> x = [mm]v_0[/mm] * t
>
> x ist ja gegeben ( 3 cm ) , aber da habe ich ja wieder kein
> t.
>
> Oder ist diese Formel an dieser Stelle nicht zu gebrauchen
> ?
Wenn die Elektronen die Anode passieren liegt keine Beschleunigung mehr vor. Die Elektronen treten dann mit einer constanten Geschwindigkeit in deine Platten ein, zwischen denen ein elektrisches Feld herrscht.
Dort hast du dann eine gleichmäßige Bewegung in x-Richtung und zugleich eine beschleunigte Bewegung in y-Richtung vor.
Valerie
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Achsooo oh man , dankeschön, hier ist mal der Link :
http://project-physicsteaching.web.cern.ch/project-physicsteaching/german/experimente/braunsche-roehre.pdf
Da ist das Bild , und es liegt keine Beschleunigung mehr vor , wenn sie dieses "Loch" passiert haben , habe ich das richtig verstanden , vorher , bevor sie durch das "Loch" "gehen" herrscht eine beschl. Bewegung ?
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Hi!
> Achsooo oh man , dankeschön, hier ist mal der Link :
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> http://project-physicsteaching.web.cern.ch/project-physicsteaching/german/experimente/braunsche-roehre.pdf
>
> Da ist das Bild , und es liegt keine Beschleunigung mehr
> vor , wenn sie dieses "Loch" passiert haben , habe ich das
> richtig verstanden , vorher , bevor sie durch das "Loch"
> "gehen" herrscht eine beschl. Bewegung ?
Ja. Die Elektronen werden von der Kathode zur Anode mit einer Beschleunigungsspannung (in deinem Fall 1000V) hin beschleunigt.
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 17:39 Di 28.02.2012 | | Autor: | pc_doctor |
Alles klar vielen vielen Dank.
Merci beaucoup :D
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 17:42 Di 28.02.2012 | | Autor: | Valerie20 |
Ich hab hier außerdem ein super pdf, das dir alle Fragen zu dieser Aufgabe (bzw. zu diesem Thema) beantworten sollte.
www.mathe-schule.de/download/pdf/Physik/Braunsche_Roehre.pdf
> Alles klar vielen vielen Dank.
>
> Merci beaucoup :D
Bitte :)
Il n'y a pas de quoi...
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 17:44 Di 28.02.2012 | | Autor: | pc_doctor |
Vielen Dank für den Link , wird mir sicherlich weiterhelfen.
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| Aufgabe | | Ein Elektron , das die Beschleunigungsspannung [mm] U_a [/mm] = 150 V durchlaufen hat , fliegt senkrecht zum elektrischen Feld in die Mitte zwischen zwei parallele geladene Platten mit dem Abstand d = 1,5 cm. Zwischen den Platten liegt die Spannung U = 250 V. Berechnen Sie wie lange es dauert , bis das Elektron auf eine der beiden Platten aufschlägt. |
Hallo , ich habe hier wieder eine Verständnisfrage.
Das Elektron hat doch die Anode , also das "Loch" sozusagen , verlassen , hier in der Lösung wird mit y = [mm] \bruch{1}{2} [/mm] a [mm] t^2 [/mm] gerechnet , warum ?
Sobald es die Anode verlässt , ist es keine beschleunigte Bewegung mehr , warum hat man y = [mm] \bruch{1}{2} [/mm] a [mm] t^2 [/mm] genommen ?
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Hi!
> Ein Elektron , das die Beschleunigungsspannung [mm]U_a[/mm] = 150 V
> durchlaufen hat , fliegt senkrecht zum elektrischen Feld in
> die Mitte zwischen zwei parallele geladene Platten mit dem
> Abstand d = 1,5 cm. Zwischen den Platten liegt die Spannung
> U = 250 V. Berechnen Sie wie lange es dauert , bis das
> Elektron auf eine der beiden Platten aufschlägt.
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> Hallo , ich habe hier wieder eine Verständnisfrage.
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> Das Elektron hat doch die Anode , also das "Loch" sozusagen
> , verlassen , hier in der Lösung wird mit y = [mm]\bruch{1}{2}[/mm]
> a [mm]t^2[/mm] gerechnet , warum ?
>
> Sobald es die Anode verlässt , ist es keine beschleunigte
> Bewegung mehr , warum hat man y = [mm]\bruch{1}{2}[/mm] a [mm]t^2[/mm]
> genommen ?
>
>
Du hast bis zu dem Punkt recht, an dem du sagst, dass keine beschleunigte Bewegung mehr vorliegt, wenn dass Elektron die Anode verlassen hat.
Zwischen den beiden Platten, in die dass Elektron auf seinem Weg aber hineinfliegt, liegt wieder eine Spannung (Beschleunigungsspannung), die dass Elektron nun eben in positive oder negative y-Richtung beschleunigt.
Es wird jedoch nur in y-Richtung beschleunigt.
Die Bewegung in x-Richtung ist nach dem Austritt aus der Anode bei der vorgegebenen Vorrichtung weiterhin constant (also nicht beschleunigt).
Das kannst du mit dem schrägen Wurf vergleichen. Wenn du einen Ball wirfst, hast du in x-Richtung eine constante Bewegung und in y-Richtung eine beschleunigte Bewegung (Eranziehung).
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 21:22 Di 28.02.2012 | | Autor: | pc_doctor |
Alles klar , vielen Dank.
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