Lorentzkraft, Ionenstrahl trifft Kupferabsorber

lordnilson · Anmeldungsdatum: 10.02.2018 Beiträge: 3

Hallo,

und zwar habe ich folgendes Problem:

Ein Ionenstrahl trifft auf einen Kupferabsorber (Masse m=0,05 kg), welcher sich dadurch um 0,2 Kelvin erwärmt und um 2*10^-6 Kelvin aufgeladen wird.
Zugleich stellt man fest, dass der Krümmungsradius des Ionenstrahls bei einer Magnetfeldstärke von 0,4 Tesla, 0,705 m beträgt.

Nun soll man die spezifische Ladung der Ionen berechen (C/kg) und angeben um welches Ion es sich handeln könnte.

Lösung näherungsweise:

q/m = 4,82 * 10^7 C/kg

Ausgehend von der gegebenen Lösung müsste es sich nach umstellen der Masse durch´s Teilen durch die atomare Masseneinheit, um Deuterium handeln.

Gegebene Größen:

spezifische Wärmekapazität Kupfer c = 383 J/(kg*K)

atomare Masseneinheit u = 1,66*10^-27 kg

Elementarladung e = 1,60*10^-19 C

Mein Ansatz war wie folgt:

Zentripetalkraft und Lorentzkraft gleichsetzen

q*v*B = (m*v^2)/r

Danach habe ich mir die Gleichung zur Wärmezufuhr "vorgenommen":

m*c*dT = E_kin = dQ = (m*v^2)/2

Wenn man diese Gleichungen kombiniert, so komme ich auf die Form:

(q/m) = ((2*c*dT)^0,5)/r*B

Bei meiner Einheitenbetrachtung komme ich auch auf C/kg, jedoch nicht auf das Ergebnis.

Ich weiß nicht wie ich auf die Masse des Ions komme, was wiederum notwendig ist, um die korrekte spezifische Ladung zu berechnen.

Könnte mir bitte wer einen Ansatz geben oder sagen wie ich zu entsprechendem Ziel komme?

Ich danke euch!

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6202

lordnilson · Anmeldungsdatum: 10.02.2018 Beiträge: 3