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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 12:32 So 04.12.2016 | | Autor: | rubi |
Hallo zusammen,
ich habe folgende Aufgabe:
In einem Versuch werden 2-fach positive Heliumkerne in ein B-Feld bzw. E-Feld mit Anfangsgeschwindigkeit [mm] v_0 [/mm] eingeschossen.
Gesucht sind die Bahnkurven der Heliumkerne sowie das v-t-Diagramm.
A) Zum Magnetfeld:
Die Feldlinien des B-Feldes zeigen von links nach rechts.
Der Heliumkern wird von rechts nach links eingeschossen.
Ist folgendes korrekt:
Da die Kerne parallel zu den Feldlinien eingeschossen wird, wirkt keine Lorentzkraft. Die Geschwindigkeit bleibt konstant [mm] v_0.
[/mm]
Das v-t-Diagramm ist daher eine waagrechte Gerade auf der Höhe [mm] v_0.
[/mm]
Die Bahnkurve würde ich als waagrechte Linie einzeichnen, allerdings wirkt auf die Kerne eine kleine Gewichtskraft.
Müsste ich die Bahnkurve daher als Kurve zeichnen, die ganz leicht nach unten geht (parabelförmig) ?
B) Zum E-Feld:
Die Feldlinien des E-Feldes zeigen ebenfalls von links nach recht (also von + zu -)
Der Heliumkern wird von rechts nach links eingeschossen.
Ist folgendes korrekt:
Die Kerne werden konstant beschleunigt, da sie entgegen der Feldlinien in Richtung des + Poles eingeschossen werden.
Das v-t-Diagramm ist daher eine Gerade mit positiver Steigung, die auf der Höhe [mm] v_0 [/mm] startet.
Die Bahnkurve würde ich ebenfalls als waagrechte Linie einzeichnen, allerdings wirkt auf die Kerne eine kleine Gewichtskraft.
Müsste ich die Bahnkurve daher als Kurve zeichnen, die ganz leicht nach unten geht (parabelförmig) ?
Unterscheiden sich die Bahnkurven im B-Feld und E-Feld in dieser Aufgabe nicht ?
Vielen Dank für eure Antworten.
Viele Grüße
Rubi
Ich habe diese Frage in keinem anderen Forum gestellt.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:03 So 04.12.2016 | | Autor: | chrisno |
> Hallo zusammen,
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> ich habe folgende Aufgabe:
> In einem Versuch werden 2-fach positive Heliumkerne in ein
> B-Feld bzw. E-Feld mit Anfangsgeschwindigkeit [mm]v_0[/mm]
> eingeschossen.
> Gesucht sind die Bahnkurven der Heliumkerne sowie das
> v-t-Diagramm.
>
> A) Zum Magnetfeld:
> Die Feldlinien des B-Feldes zeigen von links nach rechts.
> Der Heliumkern wird von rechts nach links eingeschossen.
>
> Ist folgendes korrekt:
> Da die Kerne parallel zu den Feldlinien eingeschossen wird,
> wirkt keine Lorentzkraft. Die Geschwindigkeit bleibt
> konstant [mm]v_0.[/mm]
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]")
> Das v-t-Diagramm ist daher eine waagrechte Gerade auf der
> Höhe [mm]v_0.[/mm]
> Die Bahnkurve würde ich als waagrechte Linie einzeichnen,
> allerdings wirkt auf die Kerne eine kleine Gewichtskraft.
> Müsste ich die Bahnkurve daher als Kurve zeichnen, die
> ganz leicht nach unten geht (parabelförmig) ?
Normalerweise sind bei diesen Geschehen die Geschwindigkeiten in waagerechter Richtung so groß. dass die Gravitationsbeschleunigung vernachlässigt werden kann. Nur dann, wenn es gelungen ist, die Kerne extrem "abzukühlen", muss die Gravitation berücksichtigt werden. Rechne mal ein Beispiel, mit 100 V Beschleunigungsspannung und 1 m Flugstrecke nach der Beschleunigung.
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> B) Zum E-Feld:
> Die Feldlinien des E-Feldes zeigen ebenfalls von links nach
> recht (also von + zu -)
> Der Heliumkern wird von rechts nach links eingeschossen.
>
> Ist folgendes korrekt:
> Die Kerne werden konstant beschleunigt, da sie entgegen der
> Feldlinien in Richtung des + Poles eingeschossen werden.
Das stimmt, doch beachte, dass die Beschleunigung erst mal ein Bremsvorgang ist, da ein Kern immer positiv geladen ist.
> Das v-t-Diagramm ist daher eine Gerade mit positiver
> Steigung, die auf der Höhe [mm]v_0[/mm] startet.
negativer Steigung, s. o.
> Die Bahnkurve würde ich ebenfalls als waagrechte Linie
> einzeichnen,
> allerdings wirkt auf die Kerne eine kleine Gewichtskraft.
> Müsste ich die Bahnkurve daher als Kurve zeichnen, die
> ganz leicht nach unten geht (parabelförmig) ?
s.o.
>
> Unterscheiden sich die Bahnkurven im B-Feld und E-Feld in
> dieser Aufgabe nicht ?
ja
>
> Vielen Dank für eure Antworten.
>
> Viele Grüße
> Rubi
>
> Ich habe diese Frage in keinem anderen Forum gestellt.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:15 So 04.12.2016 | | Autor: | rubi |
Hallo Chrisno,
vielen Dank für deine Antworten.
Noch eine Frage zum E-Feld:
Stimmt - der Kern bremst ab.
Müsste ich dann noch den Fall betrachten, dass die Geschwindigkeit des Kerns im E-Feld auf 0 absinken könnte und der Kern dann wieder zum Ausgangspunkt zurückfliegt und dort wieder dieselbe Geschwindigkeit besitzt ?
Dann wäre das v-t-Diagramm zunächst eine fallende und dann eine steigende Gerade, richtig ?
Viele Grüße
Rubi
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:38 So 04.12.2016 | | Autor: | leduart |
Hallo
bist du sicher mit der Richtung des B- Feldes und v? Normalerweise sind bei solchen Fragen E und B. Feld gekreuzt und oft v anfangs senkrecht zu B, wenn möglich poste die Orginalaufgabe, links nach rechts steht da vielleicht noch ein z oder x oder y an der Achse?
wenn E und B gleichzeitig wirken hast du auch ein anderes Verhalten. Also es wäre wichtig die Aufgabe genauer zu kennen, b parallel zu B wäre doch eine sehr triviale Frage!
Gruß leduart
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:34 So 04.12.2016 | | Autor: | chrisno |
> Hallo Chrisno,
>
> vielen Dank für deine Antworten.
>
> Noch eine Frage zum E-Feld:
> Stimmt - der Kern bremst ab.
> Müsste ich dann noch den Fall betrachten, dass die
> Geschwindigkeit des Kerns im E-Feld auf 0 absinken könnte
> und der Kern dann wieder zum Ausgangspunkt zurückfliegt
> und dort wieder dieselbe Geschwindigkeit besitzt ?
> Dann wäre das v-t-Diagramm zunächst eine fallende und
> dann eine steigende Gerade, richtig ?
Nein. v fällt immer weiter. Das Minuszeichen gibt dann die Richtungsumkehr an. Je weiter v ins Minus geht, um so schneller fliegt der Kern dann zurück.
>
> Viele Grüße
> Rubi
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 20:39 So 04.12.2016 | | Autor: | rubi |
Hallo Leduart,
nein - es ist tatsächlich so, wie ich es geschrieben habe.
Die Feldlinien sind jeweils parallel zur Richtung, in der der Heliumkern in das Feld hineingeschossen werden soll.
Mir ist auch bewusst, dass die schwierigere Aufgabenstellung die ist, wenn die Feldlinien orthogonal zur Einschussrichtung sind, aber dies war in der Aufgabe nicht der Fall.
Viele Grüße
Rubi
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