Wie groß muss die Beschleunigungsspannung sein?

yassin · Anmeldungsdatum: 24.08.2016 Beiträge: 29

Hallo zusammen Willkommen

Ich versuche gerade folgende Aufgabe zu lösen und habe Mist gebaut!

Ich tipp sie erstmal ab:
Ein Elektronenstrahl hat die Beshleunigungsspannung Ub durchlaufen und dringt danach mit einer Geschwindigkeit

unter einem Winkel von

bei

durch eine Öffnung in der positiven Platte in das homogene Feld eines Plattenkondensators ein. Die Platten haben einen abstand von

Welche Spannung muss an den Platten liegen, damit der Strahl den Kondensator durch eine bei

befindliche Öffnung in der positiven Platte wieder verlässt?

Nun was ich angerichtet habe:
Ich habe erstmal die horizontale bzw vertikale Geschwindigkeit ausgerechnet:

Umgeformt nach t:

Und da

Eingesetzt in y:

Und weil

dachte ich mir dass

Das Ergebnis ist -0,7 zeptovolt Kotzen

Wie geht es richtig?

Grüße,
Yassin

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Zuerst fällt auf, dass der Titel irreführend ist. Denn die Beschleunigungsspannung ist durch die erreichte Geschwindigkeit praktisch bereits vorgegeben. Hier geht es aber um die Bremsspannung, die dafür sorgt, dass der Elektronenstrahl den Kondensator in einer bestimmten Entfernung wieder verlässt. Es ist zwar richtig, dass eine Abbremsung eine (negative) Beschleunigung darstellt. Der Begriff "Beschleunigungsspannung" wird aber in der Aufgabenstellung selbst für einen anderen Sachverhalt verwendet. Man sollte nie dieselben Begriffe für unterschiedliche Sachverhalte verwenden, da sie nur Verwirrung stiften (könnten).

Im Übrigen ist Deine Rechnung ziemlich abenteuerlich und nicht nachzuvollziehen. Die Lösung stimmt ja auch schon dimensionsmäßig nicht.

Im Prinzip handelt es sich hier um einen schrägen Wurf, bei dem Anfangsgeschwindigkeit und -winkel vorgegeben sind. Und nun ist die Fallbeschleunigung so zu bestimmen, dass eine bestimmte ebenfalls vorgegebene Wurfweite erreicht wird. Wenn Du die Beschleunigung mit den Formeln des schrägen Wurfes bestimmt hast, kannst Du vielleicht noch überprüfen, ob das eine realistische Lösung ist, d.h. ob die Aufgabe überhaupt lösbar ist. Wenn nämlich im vorliegenden Fall der Plattenabtand kleiner als 5cm ist, wird der Elektronenstrahl die in der Entfernung x0 befindliche Öffnung nie erreichen, da er vorher schon auf die negative Platte prallt. Wenn Du aber die Fallbeschleunigung so wählst, dass die negative Platte nicht oder gerade so erreicht wird, wirst Du die vorgegebene Wurfweite nicht erreichen.

Löse also zunächst die Aufgabe so, als stamme sie aus der Mechanik (schräger Wurf) und habe mit Elektrik gar nichts zu tun. Ziel ist, wie gesagt, die Bestimmung der Fallbeschleunigung. Der Rest erledigt sich dann so, wie Du es auch gemacht hast, nämlich über q*E=m*a und E=U/d. Nebenher kannst Du noch überprüfen, ob der vorgegebene Plattenabstand ausreichend ist. Dass er tatsächlich ausreicht, habe ich Dir ja bereits verraten.

yassin · Anmeldungsdatum: 24.08.2016 Beiträge: 29

Danke, ich habs raus Tanzen

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Vielleicht verrätst Du auch, was Du raus hast. Könnte für den einen oder anderen Forenteilnehmer eventuell interessant sein.