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Weshalb bewegt sich das Elektron auf einer Kreisbahn
 
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The Terminator



Anmeldungsdatum: 10.05.2007
Beiträge: 16

Beitrag The Terminator Verfasst am: 30. Dez 2009 14:10    Titel: Weshalb bewegt sich das Elektron auf einer Kreisbahn Antworten mit Zitat

Hallo alle zusammen Wink

Wir haben über die Ferien eine Aufgabe aufbekommen, bei der ich irgendwie nicht so wirklich eine Idee habe:

Ein Elektron fliegt mit einer Geschwindigkeit (v) senkrecht zu den Feldlinien eines homogenen Magnetfeldes.

Ich soll nun erklären, weshalb das Elektron auf einer Kreisbahn fliegt.
Ich habe schon mal ein bisschen geggogelt und habe bereits gefunden, dass das irgendwie damit zusammenhängt, dass die Lorentzkraft in diesem Falle gleich der Zentripetalkraft ist, jedoch hilft mir das nicht wirklich weiter.

Ich hoffe, ihr könnt mir helfen smile

Grüße,

TT
isi1



Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2782

Beitrag isi1 Verfasst am: 30. Dez 2009 16:41    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn ein Elektron durch ein Magnetfeld fliegt, wird es ständig beschleunigt (senkrecht zum Magnetfeld und senkrecht zur Flugrichtung).

http://www.dieter-heidorn.de/Physik/SS/K07_Magnetisches%20Feld/K7_e_in_B/K7_e_in_B.html

_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ
mayap



Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301

Beitrag mayap Verfasst am: 30. Dez 2009 19:52    Titel: Antworten mit Zitat

Sagt dir Lorentzkraft denn etwas? Diese bewirkt eine Bewegung senkrecht zur Bewegungsrichtung:



Das kann man sich stückchenweise vorstellen:
Das Elektron fliegt, wird dann ein Stück zur Seite abgelenkt und ändert auch seine Bewegungsrichtung. Wenn das Feld von oben oder unten kommt, wird es wieder ein stückchen gedreht. Das geht immer so weiter, bis sich ein Kreis bildet.

Wenn man nun den fertigen Kreis betrachtet und ausrechnen möchte, wie groß der Kreis ist, muss man Zentripetalkraft mit der Lorentzkraft gleichsetzen. Das steht im oben angegeben Link beschrieben.
The Terminator



Anmeldungsdatum: 10.05.2007
Beiträge: 16

Beitrag The Terminator Verfasst am: 01. Jan 2010 17:42    Titel: Antworten mit Zitat

Ich probier gerade die Lorentzkraft zu verstehen smile
Es ist eine Kraft, die senkrecht zur Feldrichtung und zur Bewegungsrichtung steht.
Sie beeinflusst jegliche Teilchen im magnetischen Feld.

??

Kann man sich das dann also so vorstellen, dass wenn die Feldrichtung nach rechts "zeigt", die Bewegungsrichtung auf uns und die Lorentzkraft nach unten, dass dann die Teilchen in der Bewegungsrichtung gewissermaßen von der Lorentzkraft angezogen werden?

Die Formel, die Du da geschrieben hast, steht auch in unserem Buch, allerdings hatten wir noch keine Vektorrechnung, insofern sagt sie mir nicht allzu viel.

Grüße,

TT
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 01. Jan 2010 17:50    Titel: Antworten mit Zitat

Vielleicht kann man sich diese Bewegung (sehr provisorisch) so vorstellen, daß ein glattes Projektil schräg in eine glatte "Röhre" geschossen wird und sich an deren Wand lang spiralförmig weiterbewegt. Bei senkrechtem Einschuß auch kreisförmig. [Übrigens entstehen etwa so die Strahlungsgürtel im Erdmagnetfeld.]
mayap



Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301

Beitrag mayap Verfasst am: 01. Jan 2010 18:31    Titel: Antworten mit Zitat

Die Lorentzkraft ist gerade der Grund, warum das Elektron überhaupt abgelenkt wird.

Um sich die Richtungen zu merken, gibt es die Drei Finger Regel. Am einfachsten, wenn man das jemandem direkt zeigen kann. Im Internet gibts aber jede menge Bilder und Beschreibungen, die das ungefähr beschreiben. Wichtig ist, dass die rehte Hand verwendet wird.

Z.B. hier:
http://classic.unister.de/Unister/wissen/sf_lexikon/ausgabe_stichwort29241_369.html

Dabei kann man sich merken, dass der Daumen in die Richtung des Elektrons zeigt, der Zeigefinger in Richtung des Feldes und der mittelfinger in Richtung der Lorentzkraft, die auf das Elektron wirkt.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 01. Jan 2010 20:20    Titel: Antworten mit Zitat

mayap hat Folgendes geschrieben:
Daumen in die Richtung des Elektrons

Respektive q * v, also entgegen der Bewegungsrichtung.
mayap



Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301

Beitrag mayap Verfasst am: 01. Jan 2010 22:33    Titel: Antworten mit Zitat

ups, danke...vergess ich immer wieder, dass da beim Elektron ja noch das Minus steht...
The Terminator



Anmeldungsdatum: 10.05.2007
Beiträge: 16

Beitrag The Terminator Verfasst am: 02. Jan 2010 12:03    Titel: Antworten mit Zitat

Aber in welche Richtung wird das Elektron denn abgelenkt?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14799

Beitrag GvC Verfasst am: 02. Jan 2010 13:11    Titel: Antworten mit Zitat

The Terminator hat Folgendes geschrieben:
Aber in welche Richtung wird das Elektron denn abgelenkt?


Da F = -e*vxB (F, v, B Vektoren), immer in Gegenrichtung zu vxB. Entscheidend ist, dass die ablenkende Kraft immer senkrecht zur Bewegungsrichtung (v) (und zur Feldrichtung) wirkt und das Elektron damit auf eine Kreisbahn gezwungen wird.
mayap



Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301

Beitrag mayap Verfasst am: 02. Jan 2010 19:28    Titel: Antworten mit Zitat

Es wird eben immer wieder in Richtung der Kraft abgelenkt. Diese ist ja, was das Elektron ablenkt.
The Terminator



Anmeldungsdatum: 10.05.2007
Beiträge: 16

Beitrag The Terminator Verfasst am: 03. Jan 2010 11:24    Titel: Antworten mit Zitat

Also könnte man im Prinzip auch sagen, dass es von der Lorentzkraft angezogen wird!??
Und da die Lorentzkraft ja immer senkrecht zu Feldrichtung und Bewegungsrichtung steht, "dreht sich die Lorentzkraft um den Punkt, an dem sich die 3 Komponenten treffen und das Elektron folgt ihr" (??)

Würde das dann so ungefähr hinhauen?
mayap



Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301

Beitrag mayap Verfasst am: 03. Jan 2010 11:43    Titel: Antworten mit Zitat

jo, klingt an sich ganz gut smile
The Terminator



Anmeldungsdatum: 10.05.2007
Beiträge: 16

Beitrag The Terminator Verfasst am: 05. Jan 2010 16:54    Titel: Antworten mit Zitat

Toll danke smile Prost Habt/Hast mir echt geholfen.
Im Buch ist das alles immer so umständlich und unverständlich beschrieben.

Grüße,

TT
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