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Mara
Gast
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 Mara Verfasst am: 07. Sep 2009 14:15 Titel: Ablenkung elektrischer Ladungen im elektrischen Feld |
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Hallo, ich brauche unbedingt eure Hilfe.
Das Thema ist Ablenkung elektrischer Ladungen im elektrischen Feld eines Kondensators.
Die Aufgabe : In einer Ablenkröhre haben die Platten den Abstand 6cm und die Länge 8cm.
Der Elektronenstrahl wird mit UB = 2,2 kV beschleunigt und mit UY = 1,8 kV abgelenkt.
Bestimmen sie die Bahngleichung des Strahls sowie den Betrag der Ablenkung beim Verlassen des Ablenkfeldes.
Welchen Einfluss hat die Polung der Platten des Kondensators.
Bei mir hapert es schon im Ansatz.
Gesucht ist erst einmal die Bahngleichung des Strahls, also :
--> y= Q mal U mal x^2
--------------------
2m mal dv^2
e = Elementarladung
v = Startgeschwindigkeit
m = Elektronenmasse
Bekannt :
UB = 2,2 kV
UY = 1,8 kV
d= 6cm
x= 8cm
So wie geht es denn jetzt weiter ?
Q, m, v sind doch alle unbekannt ?
Bitte helft mir, ich komme sonst echt nicht weiter. |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 07. Sep 2009 15:25 Titel: |
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Ein paar Tips:
1)
Q und m sind bekannt, da es sich um wohlbekannte Elementarteilchen handelt.
2)
Weisst du, welche Kräfte in welche Richtungen angreifen?
3)
Zeichne das ganze mal auf und unterscheide zwischen x- und y-Koordinaten.
4)
Wie würdest du das Problem lösen, wenn es sich um einen schiefen Wurf handelte?
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Mara
Gast
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| Mara Verfasst am: 07. Sep 2009 16:37 Titel: |
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| Zitat: | | 1)Q und m sind bekannt, da es sich um wohlbekannte Elementarteilchen handelt. |
Okay, kannst du mir auch verraten wie groß die denn genau sind ?
Also m müsste dann m = 9,1⋅10^-31 kg sein oder ?
Und wie groß ist ist Q ?
-----------------------------------------------
Also Die Herleitung ist doch analog zur Herleitung zu einer Bahngleichung beim horizontalen Wurf, oder ?
Dann kann ich doch die Gleichung oben nehmen, und wenn m und Q bekannt sind müsste man doch nur noch v vorher ausrechnen ? |
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Mara
Gast
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| Mara Verfasst am: 07. Sep 2009 17:48 Titel: |
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Ist Q vielleicht Q = 1,60 * 10^-19 ? |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 07. Sep 2009 18:45 Titel: |
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zu den Teilchendaten fällt mir nur das ein...
weiters:
wie gross ist die Horizontalgeschwindigkeit  nach dem Durchlaufen der Beschleunigungsspannung U=2,2kV?
Wird sich diese Geschwindigkeitskomponente ändern, wenn eine Kraft in y-Richtung wirkt?
Welche Geschwindigkeitskomponente wird sich ändern?
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Mara
Gast
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| Mara Verfasst am: 07. Sep 2009 19:10 Titel: |
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| Zitat: | | zu den Teilchendaten fällt mir nur das ein... |
Na dann rate mal was ich gemacht habe..
| Zitat: | | wie gross ist die Horizontalgeschwindigkeit nach dem Durchlaufen der Beschleunigungsspannung U=2,2kV? |
Das weiss ich nicht.
Eventuell auch 2,2 kV ?
| Zitat: | | Wird sich diese Geschwindigkeitskomponente ändern, wenn eine Kraft in y-Richtung wirkt? |
Ja. sie wird kleiner.
Wird sich diese Geschwindigkeitskomponente ändern, wenn eine Kraft in y-Richtung wirkt?
| Zitat: | | Welche Geschwindigkeitskomponente wird sich ändern? |
Die horizentale, oder ? |
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Mara
Gast
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| Mara Verfasst am: 07. Sep 2009 19:14 Titel: |
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Wenn Q und m auch bekannt sind, müsste ich doch jetzt eigentlich nur v ausrechnen mit der Formel UB= 0,5mv^2 und dann einfach in y =( Q*U/2md )* x^2/v^2 einsetzten oder ? |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 07. Sep 2009 19:33 Titel: |
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| Mara hat Folgendes geschrieben: | Wenn Q und m auch bekannt sind, müsste ich doch jetzt eigentlich nur v ausrechnen mit der Formel
fehlt da nicht was? Woher nimmst du diese Formel?
und dann einfach in
y =( Q*U/2md )* x^2/v^2
ja, wenn du diese Formel schon weisst bzw. irgendwo gefunden hast, dann ist es so richtig.
einsetzten oder ? |
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 07. Sep 2009 19:36 Titel: |
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| Mara hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | zu den Teilchendaten fällt mir nur das ein... |
Na dann rate mal was ich gemacht habe..
| Zitat: | | wie gross ist die Horizontalgeschwindigkeit nach dem Durchlaufen der Beschleunigungsspannung U=2,2kV? |
Das weiss ich nicht.
Eventuell auch 2,2 kV ?
Einheit der Spannung = Einheit der Geschwindigkeit?
| Zitat: | | Wird sich diese Geschwindigkeitskomponente ändern, wenn eine Kraft in y-Richtung wirkt? |
Ja. sie wird kleiner.
Weshalb sollte es kleiner werden?
Wird sich diese Geschwindigkeitskomponente ändern, wenn eine Kraft in y-Richtung wirkt?
| Zitat: | | Welche Geschwindigkeitskomponente wird sich ändern? |
Die horizentale, oder ?
In meinem inneren Bild ist horizontal = y und vertikal =x... |
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Mara
Gast
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| Mara Verfasst am: 07. Sep 2009 20:39 Titel: |
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| Zitat: | | fehlt da nicht was? Woher nimmst du diese Formel? |
Ja da fehlt etwas, umgestellt lautet sie dann so :
v^2 = 2 (UB * e /m)
und dann kommt bei mir für v
v=27802877,55 m/s
Könntest du das mal bitte kontrollieren ?
-------------------------------------------------------
Wenn ich dann y mit y=( Q*U/2md )* x^2/v^2 ausrechne, dann habe ich doch die Ablenkung ausgerechnet oder ?
Wie rechne ich denn dann die Bahnengleichung aus, die ja auch gesucht ist ? |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 07. Sep 2009 21:01 Titel: |
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zu 1)
Sieht OK aus.
Es sind übrigens ca. 10% der Vakuumlichtgeschwindigkeit. Was lässt sich daraus schliessen?
zu 2)
Das ist ja schon die Bahngleichung, also y als Funktion von x.
Die Ablenkung ist dann das y an der Stelle wo x gleich 8cm ist.
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Mara
Gast
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| Mara Verfasst am: 07. Sep 2009 21:03 Titel: |
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Okay dankeschön.
Und die Polung der Platten des Kondensators beeinflusst doch nur in welche Richtung die Ablenkung geht oder ? |
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Mara
Gast
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| Mara Verfasst am: 07. Sep 2009 21:26 Titel: |
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Hmm.. jetzt habe ich nur das Problem das Q negativ und dadurch y auch negativ wird.
Oder ist das richtig so ?
P.S. Achja die Ablenkung wird in welcher Einheit angegeben, in cm ?
Konnte auch via google nichts finden |
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Mara
Gast
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| Mara Verfasst am: 08. Sep 2009 15:27 Titel: |
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Bitte helfen.  |
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 08. Sep 2009 16:47 Titel: |
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| Mara hat Folgendes geschrieben: | | Bitte helfen. :thumb: |
Erst mal v ausrechnen (v = 593km/s * √2200 = 27819 km/s ..wie schon gezeigt
Dann die Zeit, die das Elektron durch die Platten fliegt: t = 2,9ns
Dann die Feldstärke E = 30kV/m
Nun die Beschleunigung des Elektrons senkrecht zur Bahn:
a = F/m = E*qe/me = 5,28*10^15 m/s²
daraus die Geschwindigkeit senkrecht zum Strahl:
vs = a * t = 15151 km/s ... an Ende der Platten
evtl. noch Schnudls Massenzunahme √(1/(1-ß²)) berücksichtigen?
Bitte genau nachrechnen!
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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Mara
Gast
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| Mara Verfasst am: 08. Sep 2009 17:21 Titel: |
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Okay jetzt bin ich verwirrt. 
Also ich fange mal an...
| Zitat: | | v ausrechnen (v = 593km/s * √2200 = 27819 km/s ..wie schon gezeigt |
Ist das nicht m/s und nicht km/s
Es ist doch V * C/kg
| Zitat: | | [...]vs = a * t = 15151 km/s ... an Ende der Platten |
Hmm was kommt denn da am Ende bei deiner Rechnung raus ?
Die Geschwindigkeit habe ich doch schon.
Sorry, dass ich da nicht durchblicke aber das Thema haben wir jetzt gerade neu eingeführt und unser Lehrer hat uns halt nur diese 2 Formeln gegeben
y =( Q*U/2md )* x^2/v^2
v^2 = 2 (UB * e /m)
Also müsste man doch mit denen durchkommen ? [/quote] |
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Mara
Gast
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| Mara Verfasst am: 08. Sep 2009 17:25 Titel: |
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| Zitat: | [....]t = 2,9ns [....]
E = 30kV/m [....] |
Woher hast du diese Zahlen, sind das konstante ? |
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mara
Gast
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| mara Verfasst am: 08. Sep 2009 17:35 Titel: |
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Okay wie du auf t gekommen bist, hab ich jetzt raus. 
E = 30kV/m immer noch nicht. |
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Mara
Gast
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| Mara Verfasst am: 08. Sep 2009 19:21 Titel: |
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Okay meine Postings oben bitte vergessen.
Der Posting von isi1 ist ja anscheinend ja schon komplett die Lösung.
Eine Frage hätte ich aber noch,
die Bahngleichung ist ja diese hier : y =( Q*U/2md )* x^2/v^2
Wozu braucht man die ? |
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 09. Sep 2009 12:05 Titel: |
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| Mara hat Folgendes geschrieben: | Okay meine Postings oben bitte vergessen.:)
Der Posting von isi1 ist ja anscheinend ja schon komplett die Lösung.
Eine Frage hätte ich aber noch,
die Bahngleichung ist ja diese hier : y =( Q*U/2md )* x^2/v^2
Wozu braucht man die ? |
Leider bin ich erst jetzt wieder im Forum, so dass ich Deine zwischenzeitlichen Fragen nicht beantworten konnte.
Wozu diese Gleichung?
Als Anwendung könnte ich mir ein Oszilloskop vorstellen, Da wird zunächst der Elektronenstrahl beschleunigt - allerdings auf höhere Spannungen, damit die Spur auf dem Bildschirm heller ist. Dann wird der Strahl durch x- und y-Platten abgelenkt, sodass er auf dem Schirm eine Kurve zeigt.
http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/oszi1.html
Heutzutage nimmt man meist einen LCD-Bildschirm und bereitet die per Analog-Digital-Wandler aufbereiteten Messsignale in einem kleinen Prozessor entprechend auf.
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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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