2 Aufgaben bezüglich Magnetfelder stromdurchflossener Leiter

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

1) ein elektron wird in einen raum eingeschossen, in dem ein homogenes elektrisches feld und ein homogenes magnetisches feld vorleigen. der elekrtrische feldvektor E und der magentische feldvekotor B haben gleiche richtung , es ist E=100 V/m. das elektron hat zur zeit seines feldes die kinetische energie W=500eV, zu dieser zeit steht sein geschwindigkeitsvektor senkrecht zu den feldlinien.
a) welcher art ist die bahn , die das elektorn in diesem feld beschriebt ?
b) welche kinetische energie hat das elektorn 10^-6 s nach einschuss in das feld ( angabe in eV)?
c)welchen winkel bildet der geschwindigkeitsvekot des elektrons nach ablauf der 10^-6s mit der feldrichtung?

2)aus einer elektronenkanone K werden elektronen durch ein magnetfeld geschossen, die beschleunigungsspannung beträgt U=3kV. die elektronen durchlaufen einen l1=4cm breite zone, in der ein homognes magnetfeld mit der flußdichte B=1,25mT herrscht. der magnetische feldvektor weist in die ebne hinein. hinter der vom magetfeld durchsetzeten zone durchlafuen die elektronen eine l2=20cm breite, feldfreie zone, danach treffen sie auf einen schrim S auf.
a) es soll berechntt werden , um welches stück deltas der auftreffpunkt der elektronen gegen denjenigen punkt verscoben ist, den sie auf dem schrim ohne eine magnetische ablenkung erreichen würden.
b) es ist zu zeigen, dass die ablenkung deltas für kleine winkel alpha der magentischen flußdichte proportional ist.

also
bei aufgaben 1
a) die bahn ist eine parabel die nach unten geöffnet ist.
gibts da noch mehr zu sagen ???
b+c) also hier muss man sicher irgendwie die geschweindigkeit v zerlgene , in eine geschwindigkeit senkrecht un eine parallel zum feld....aber irgenwie fehelt mir hier der ansatz , auch was ich mit E anfangen kann.

2)
a) hier würde ich über die spannung die geschwindigkeit der elektronen beim eintritt in das feld berechnen un dann den radius der ablenkungskurve...aber was dann?
b) hier frag ich mich was ich überhaupt zeigen muss, also was is die bedingung für proportionalät un was is der ansatz ??

gruß

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

...das elektron hat zur zeit seines einschusses in das feld die kinetische energie...sry

zu a ) das magnetische feld lenkt das elektron nach unten ab und was macht das elektrische feld???

b) also die komponente parallel zum feld wird vom elektrischen beeinflusst un die komponente senkrecht zum feld vom magnetischen feld....ja??aber was nun ??

gruß

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

A) ich würde sagen eine ganz einfache gleichförmige bewegung oder?
B) hier eine gleichmäßig beschleunigte bewegung sodass s=-1/2 a t²

aber wie komm ich so auf den winkel un die energie ???

gruß

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

dashab ich noch nie gehört...aber is interssant ( die aufgabe hab ich mir slebst im rahmen einer klausurvorberietung rausgesuct)
welche formeln brauch ich denn für die lösung der aufgabe?

gruß

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Kennst du die Formel, mit der du die elektrische Feldkraft auf eine Ladung q ausrechnen kannst, wenn du weißt, wie groß diese Ladung q ist und wie groß das elektrische Feld ist?

Vor allem musst du aber noch verstehen, in welche Richtung die magnetische Feldkraft auf eine bewegte Ladung wirkt (Tipp: welchen Winkel bildet sie immer zur Bewegungsrichtung der bewegten Ladung?).

Ich bin mir ziemlich sicher, dass du diese Grundlagen in deinem Physikbuch oder in deinen Aufschrieben findest. (Falls nicht, würde ich daran zweifeln, ob diese Aufgabe geeignet ist, um dich auf deine Klausur vorzubereiten Augenzwinkern

)

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

ja ok die kraft hab ich jetzt ausgerechnet ...aber was kann ich nun mit der machen ???

ich hab zwar die fromeln
F=B Vsenkrecht Q
F=m Vsenrekcht² /r
abr irgendwie komm ich da auf nix ?????

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

das senkrecht meint dass der geschwindigkeitsvekotr senkrecht auf dem vektor der magnetischen flussdichte steht....damit steht die lorentzkraft auch senkrecht auf den feldlinien...un die bahn is eine nach unten gerichtete kurve weil das elektron nach unten abgelenkt wird
so ???

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

die Lorentzkraft ist ja
F=vBQ*sinalpha
wenn ich nach alpha auflöse hab ich den winkel den lorentzkrafd und geschwindkeit bilden ?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ohne die vektorielle Schreibweise und die Formel mit dem Kreuzprodukt kannst du den Winkel zwischen F und v nicht aus deiner Formel ablesen. Das alpha in deiner Formel ist der Winkel zwischen v und B, nicht zwischen F und v.

Da ich vermute, dass du noch kein Kreuzprodukt für Vektoren magst, ist es für dich sicher viel einfacher, wenn du dich an das erinnerst oder das nochmal nachschlägst, was du aus deinem Schulbuch weißt.

Findest du da die Antwort? (vielleicht in Form von Worten, oder in Form von Skizzen, oder in Form einer Regel, die du als Dreifingerregel gelernt haben könntest?)

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

sorry ich bin verwirrt un komm net weiter...ich wäre dankbar wenn jmd hier die antworten un die entsprechenden lösungswege posten kann....dann kan ich das ganze vielleicht besser nachvollziehen, meine eigenen ansätze reichen da net aus

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

ein magnetfeld entseht durch bewegte ladungen also durch einen strom und die lorentzkraft ist die kraft die ein magnetfeld auf einen stromdruchflossen leiter oder bewegte ladungsträger ausübt....die richtung der kraft lässt sich mit hilfe der driefingerregel (ursache, vermittlung, wirkung ) bestimmen....so richtig ? wie muss ich das jetzt auf de aufgabe bezihen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Kennst du diese Dreifingerregel? Kannst du mit ihr herausfinden, wie groß der Winkel zwischen F und v ist?

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

ja die kenn ich shcon nur kann ich dir hier net anwenden ....wofür brauch ich überhaupt den winkel ??

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Um die Bahn des Elektrons im Magnetfeld herauszufinden.

Sachen, die du kennst, aber noch nicht kannst, helfen dir nicht weiter.

Magst du dir entweder das, was du hier angesprochen hast, z.B. die Dreifingerregel für die Kraft auf bewegte Ladungen im Magnetfeld, in deinem Buch nochmal so gut anschauen, dass du es verstanden hast und anwenden kannst,

oder in deinem Buch nochmal weiterlesen und schauen, ob du damit so viel verstehen kannst, dass du am Ende sagen kannst, wie groß der Winkel zwischen F und v ist, und was folglich ein Elektron im Magnetfeld für eine Bahn beschreibt?

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Hilft es dir weiter, wenn ich dir sage, dass es in deinen beiden Aufgaben überhaupt nicht um Magnetfelder stromdurchflossener Leiter geht, sondern um die Bewegung von Elektronen in elektrischen und magnetischen Feldern? Darf ich fragen, in welcher Klasse du bist, und was du in der Klausur können musst, auf die du dich vorbereitest?

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

ja ich weiss nicht wie ich dei bahn beschrieben soll....
das elektron wird aufgrund der lorentzkraft abgelenkt und zwar nach unten ....also bewegt es sich auf einer art kreisförmigen bahn würd ich sagen ?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Da muss ich nochmal dasselbe fragen wie schon weiter oben: Was meinst du denn mit "nach unten"?

In welche Richtung zeigt denn das magnetische Feld?

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

ka ich versteh net was du damit meinst .....das magnetfeld hat die gleieche richtung wie das elektrische feld und der geschwindkeitsvekotr steht auf beieden senkrecht ...aber woruaf willst du hinaus bezüglich der bahnhbschriebung?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich frage dich gerade nach dem, was in der Aufgabenstellung vorgegeben ist, beziehungsweise nach dem, wie du die Aufgabenstellung interpretierst, wenn du "nach unten" sagst.

Zeigt das B-Feld "nach unten"?

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

ich muss können für die klausurr:
lorentkraf auf stromdruchflossene leiter und auf wegete laudngen, massenspektrograph un hall-effekt (12.klasse)

ja ich würde sagen das B-Feld zeigt nach unten und so verlüft auch die bahn des elektron ?!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

fruchteis · Anmeldungsdatum: 03.08.2006 Beiträge: 70

in y-richtung?