RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Thomsches Atommodell:
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Elektrik
Autor Nachricht
TI-30x Pro



Anmeldungsdatum: 11.03.2016
Beiträge: 2

Beitrag TI-30x Pro Verfasst am: 11. März 2016 23:28    Titel: Thomsches Atommodell: Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Ich scheitere leider an folgender Aufgabe:
Eine positive Ladung q sei homogen über eine Vollkugel mit dem Radius R verteilt. In der Mitte der Kugel befindet sich eine punktförmige negative Ladung -q.
Berechnen sie das Elektrische Feld E und das Potential phi dieser Ladungsanordnung im gesamten Raum.
Berechnen sie die Energie W,welche nötig ist um die negative Punktladung aus dem Zentrum der Kugel ins Unendliche zu befördern, zunächst allgemein und dann für R=0,53A und q=1,602*10^-19C.


Meine Ideen:
Ich weiß wie ich mir das Potential einer geladenen Hohlkugel ausrechnen kann aber ich weiß nicht wie ich die Punktladung im Zentrum behandeln soll.
Die Lösung ist: q/4piEpsilon * (3/2r -r^2/2R^3 -1/r)
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8582

Beitrag jh8979 Verfasst am: 11. März 2016 23:30    Titel: Re: Thomsches Atommodell: Antworten mit Zitat

TI-30x Pro hat Folgendes geschrieben:

Ich weiß wie ich mir das Potential einer geladenen Hohlkugel ausrechnen kann

Wie machst Du das denn?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 12. März 2016 13:52    Titel: Antworten mit Zitat

TI-30x Pro hat Folgendes geschrieben:
Ich weiß wie ich mir das Potential einer geladenen Hohlkugel ausrechnen kann ...


Das ist ja schön und gut, hier handelt es sich aber um eine Vollkugel und nicht um eine Hohlkugel.

Übrigens: Was ist denn ein Thomsches Atommodell? Ich kenne nur ein Thomsonsches Atommodell. Aber das sieht anders aus, als das von Dir beschriebene. Vielleicht meinst Du auch das Rutherfordsche Atommodell, das eine "Verfeinerung" des Thomsonschen Atommodells darstellt. Bei dem ist aber die positive Ladung im Zentrum vereinigt, während die negative Ladung in der Kugel homogen verteilt ist.

TI-30x Pro hat Folgendes geschrieben:
Die Lösung ist: q/4piEpsilon * (3/2r -r^2/2R^3 -1/r)


Du sagst zwar nicht, wofür das die Lösung ist (immerhin ist in der Aufgabe nach Feldstärke, Potential und Energie gefragt), aber dimensionsmäßig muss es sich hier um das Potential handeln. Bei mir kommt für das Potential aber was anderes raus. Vielleicht hab ich mich auch verrechnet. Außerdem lässt sich die von Dir genannte Musterlösung noch vereinfachen zu q/(4pi epsilon) *(1/(2r)-r²/(2R³)).

In jedem Fall kann es sich nur um das Potential im Bereich 0<=r<=R handeln und nicht im gesamten Raum. Denn außerhalb der Kugel ändert sich das Potential nicht, da die Feldstärke Null ist.

Für die "Beförderungsenergie" ist allerdings nur die Feldstärke infolge der in der Kugel homogen verteilten positiven Ladung entscheidend. D.h. die Feldstärke ist außerhalb der Kugel nicht Null, sondern fällt mit 1/r² ab, während sie im Inneren der Kugel linear ansteigt.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 12. März 2016 18:41    Titel: Antworten mit Zitat

Frage am Rande

Diese Ladungskugel erinnert mich an Berechnungen bei massiven (zentralsymmetrischen) Massekugeln M, R, rho(r) mittels Probemassen m << M, bei der die Zentralsymmetrie des Potentials sehr hilfreich ist.
Aber hier? grübelnd
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Elektrik