| Autor |
Nachricht |
gklkj876
Anmeldungsdatum: 25.04.2018
Beiträge: 1
|
 gklkj876 Verfasst am: 25. Apr 2018 23:09 Titel: Ermittlung, ob Elektron mit Plattenkondensator kollidiert |
 |
|
Meine Frage:
Hallo,
ich habe eine Frage zu einer Aufgabe, bei der man bestimmen muss, ob ein Elektron mit einem Plattenkondensator kollidiert oder aus ihm heraus fliegt.
Für Hilfestellungen bedanke ich mich im Vorraus!
hier noch ein Bild:
Willkommen im Physikerboard!
Ich habe das Bild aus dem externem Link geholt, zurechtgeschnitten, verkleinert und als Anhang eingefügt. Bitte keine externen Links verwenden, die sind irgendwann kaputt.
Viele Grüße
Steffen
Meine Ideen:
Man müsste doch hier die pq-Formel nehmen,
um auf die Nullstellen zu kommen. Die Plattenlänge wäre der Intervall. Liegt die
Nullstelle im Intervall > Kollision, wenn nicht, fliegt es raus. Als Ausgangsgleichung hat man: y=(e*U*x^2)/(2*v_0^2*d*m_e).
Ich komme bloß nicht auf die Normalform für die pq-Formel.
| Beschreibung: |
|
| Dateigröße: |
164.46 KB |
| Angeschaut: |
1043 mal |
|
|
|
 |
elbilo
Anmeldungsdatum: 12.02.2018
Beiträge: 152
|
| elbilo Verfasst am: 26. Apr 2018 01:43 Titel: |
|
|
Hi,
ich verstehe ehrlich gesagt nicht, was du mit der pq-Formel bezwecken willst, da es auch viel konkreter und einfacher geht...
Du kennst die doch Beschleunigungsspannung, mit welcher das Elektron im ersten Kondensator beschleunigt wird, was kannst du denn damit bestimmen?
Zudem kennst du die Länge der Platten und somit den horizontalen Weg, den das Elektron im zweiten Plattenkondensator zurücklegt, was kannst du damit nun bestimmen?
Was passiert während des Aufenthalts im zweiten Plattenkondensator mit dem Elektron?
Unter welchen Umständen würde das Elektron auf eine Kondensatorplatte treffen?
Die Antworten zu den o.g. Fragestellungen lassen sich dann zu einer Gleichung zusammenfügen... wenn du so vorgehst, verstehst du auch die Gleichung die du versuchst zu benutzen.
Beste Grüße
elbilo
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 26. Apr 2018 11:29 Titel: |
|
|
| gklkj876 hat Folgendes geschrieben: | | Als Ausgangsgleichung hat man: y=(e*U*x^2)/(2*v_0^2*d*m_e). |
Die Gleichung ist richtig. Jetzt musst Du nur noch v_0 aus der Beschleunigungsphase zwischen Kathode und Anode mit Hilfe des Energieerhaltungssatzes (zunächst allgemein) berechnen und einsetzen. Außerdem ist die Länge des Ablenkkondensators gegeben und sollte deshalb nicht mit x bezeichnet werden, dem allgemein für eine unbekannte Größe verwendeten Symbol.
Mit der so modifizierten Gleichung lässt sich leicht die vertikale Ablenkung y des Elektrons nach Durchfliegen des Kondensators berechnen. Ist die kleiner als der halbe Plattenabstand, kollidiert das Elektron nicht mit der Kondensatorplatte; ist sie größer, kann das Elektron den Ablenkkondensator gar nicht erst verlassen, sondern bleibt an der oberen Platte "kleben". Die p-q-Formel benötigst Du jedenfalls nicht. Ich verstehe auch nicht ganz, wie Du auf diese Idee bei einer Gleichung kommst, in der keine einzige additive Verknüpfung (Addition oder Subtraktion) vorkommt.
Wenn Du richtig rechnest, wirst Du feststellen, dass die vertikale Ablenkung des Elektrons nach Durchfliegen des Ablenkkondensators sehr viel kleiner als der halbe Plattenabstand ist, das Elektron den Kondensator also ungehindert passieren kann.
|
|
|
hhffg445
Gast
|
| hhffg445 Verfasst am: 26. Apr 2018 14:39 Titel: |
|
|
Danke für den Tipp! Ich hab es letzten Endes doch etwas anders gemacht, wo ich auch auf die Lösung gekommen bin, nämlich den Endwert von s_x im Plattenkondensator=0,05 m
nehmen, v_0=14,5*10^6 wie von euch beiden bereits erklärt nehmen und damit mit den anderen Werten (siehe Bild) y berechnen. Ist y>0 fliegt das Elektron raus. Ist y < oder = 0
kollidiert es. Das reicht dann für Aussage aus, würde ich denken.
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 26. Apr 2018 15:24 Titel: |
|
|
| hhffg445 hat Folgendes geschrieben: | | Ist y>0 fliegt das Elektron raus. Ist y < oder = 0 kollidiert es. |
Aber nicht, wenn Du y mit der in Deinem Eröffningspost genannten Formel berechnest. Danach kommt immer ein Wert raus, der größer als null ist. Aber wenn y > 1cm wäre, dann gäbe es eine Kollision. Irgendwie scheinst Du die Zusammenhänge noch nicht richtig verstanden zu haben. Deshalb schlage ich vor, dass Du Aufgabenteil a) mal beantwortest, damit klar wird, ob Du überhaupt die richtige Vorstellung von dem Vorgang hast.
Außerdem ist es überhaupt nicht notwendig, die Geschwindigkeit numerisch zu berechnen (außer zur Beantwortung von Aufgabenteil b). Denn wenn Du sie mit allgemeinen Größen berechnest und in Deine Formel einsetzt, kürzen sich die Elektronenmasse und -ladung raus, und es bleibt eine ganz einfache Formel übrig:
Jetzt erst solltest Du die gegebenen Größen
Ablenkspannung: Ua = 4V
Kondensatorlänge: s = 5cm
Beschleunigungsspannung: Ub = 600V
Plattenabstand: d = 2cm
einsetzen. Da brauchst Du noch nicht einmal die Längeneinheiten umzurechnen, sondern erhältst das Ergebnis in cm, nämlich y=0,02cm=0,2mm. Das ist die Ablenkung am Ende des Ablenkkondensators, die also sehr klein ist im Vergleich mit der zur Verfügung stehenden Strecke von 1cm (halber Plattenabstand). Eine Kollision wäre nur zu erwarten, wenn bei einer Ablenkspannung von 4V der Ablenkkondensator etwa 35cm lang oder bei einer Kondensatorlänge von 5cm die Ablenkspannung 192V wäre, was Du leicht nachrechnen kannst, wenn Du obige Formel nach s bzw. Ua umstellst und für y den halben Plattenabstand (y=d/2) einsetzt.
|
|
|
hikk
Gast
|
| hikk Verfasst am: 28. Apr 2018 23:30 Titel: |
|
|
|
Ich hatte das Koordinatensystem verschoben, der Ursprung liegt beim Beginn der Kondensatorplatte. Dann gelten auch die vorher von mir genannten Bedingungen.
|
|
|
huko66rh
Gast
|
| huko66rh Verfasst am: 29. Apr 2018 00:32 Titel: |
|
|
|
*am Beginn der unteren Platte
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 29. Apr 2018 16:04 Titel: |
|
|
| hikk hat Folgendes geschrieben: | | Ich hatte das Koordinatensystem verschoben, der Ursprung liegt beim Beginn der Kondensatorplatte. Dann gelten auch die vorher von mir genannten Bedingungen. |
| huko66rh hat Folgendes geschrieben: | | *am Beginn der unteren Platte |
Nein, dann hätte die Gleichung anders lauten müssen, nämlich
y=(e*U*x^2)/(2*v_0^2*d*m_e)
Und das Entscheidungskriterium hätte lauten müssen:
y < 1cm: keine Kollision
y >= 1cm: Kollision mit oberer Platte (denn das Elektron wird ja nach oben abgelenkt)
Aber selbst wenn Du den Koordinatenursprung an den Beginn der oberen Platte gelegt hättest, hätte in Deiner Gleichung die Anfangsposition y0=-d/2 gefehlt, und die Gleichung hätte lauten müssen
Und das Entscheidungskriterium:
y < 0: keine Kollision
y >= 0: Kollision
Das sieht durchaus anders aus, als was Du angegeben hattest.
|
|
|
678kj
Gast
|
| 678kj Verfasst am: 29. Apr 2018 23:40 Titel: |
|
|
|
Danke dafür, das habe ich nicht erkannt.
|
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
