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gabbo123
Anmeldungsdatum: 06.01.2007
Beiträge: 303
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 gabbo123 Verfasst am: 17. Okt 2007 12:16 Titel: Beschleunigtes Elektron |
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hallo,
hier die aufgabe:
a) ein elektron wird durch eine spannung U=250V beschleunigt und durchläuft in einem homogenen magnetfeld eine kreisbahn des radius r=4,5cm. welchen betrag hat die magnetische flußdichte B ?
so,soll es sich hier um eine leiterschleife handeln??
b) wieso kann man aus der aufgabenstellung schließen, daß die flugrichtung des elektrons senkrecht zum magnetfeld ist?
ich denke mal weil keine winkelangabe für alpha gegeben ist. 
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t.t.
Anmeldungsdatum: 04.10.2007
Beiträge: 113
Wohnort: Konstanz
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| t.t. Verfasst am: 17. Okt 2007 12:43 Titel: |
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Morgen Gabbo,
ich helfe mal ein bisschen.
zu a). Die Geschwindigkeit des Elektrons das eine Potentialdifferenz (=Spannung) U durchläuft, kann man relativ einfach mit der Energieerhaltung berechnen.
Im homogenen Magnetfeld wirkt auf bewegte Ladungen die Lorentzkraft. Diese Kraft wirkt immer senkrecht zur Bewegungsrichtung und senkrecht zum Magnetfeld. Lorentzkreaft und Zentripetalkraft sind auf der Kreisbahn gleich.
Formeln raussuchen (zB. Wikipedia) und einsetzten bzw nach der Blussdichte auflösen.
Und nein, es handelt sich um einen Elektronenstrahl, also um freie Elektronen.
Ergebniss sollte sein:  aber ohne Gewähr... 
zu b) Einfach mal überlegen für welche Geschwindigkeiten die Lorentzkraft wirkt. ( Oder vielleicht die Frage: Wirkt die Lorentzkraft auch auf Teilchen die sich paralell zum Magnetfeld bewegen).
Dann kann man mal überlegen (oder nachlesen) was Elektronen für eine Bahn haben, wenn ihre Bewegung nicht (ganz) senkrecht zum magnetischen Feld ist.
Hoffe das hilft Dir weiter,
Gruß T.T.
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Steter Tropfen höhlt den Stein....
doch, wie kann Diskretes stetig sein ? |
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gabbo123
Anmeldungsdatum: 06.01.2007
Beiträge: 303
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| gabbo123 Verfasst am: 17. Okt 2007 13:01 Titel: |
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ok, das ist also die sache z.b. mit dem fadenstrahlrohr.
aber meine aufgabenstellung besteht nur aus der 2. für die nummer der aufgabe, dann kommt sofort a), dan b). sollte nicht ein text davor stehen mit angaben zu den restlichen größen, wie m, v, e ??
die fehlen mir zur lösung der aufgabe.
ich denke mal das dies ein druckfehler ist und die hälfte der aufgaben fehlt.
mit b) weiss ich nicht so recht, das elektron wir d also in ein magnetfeld geschleudert mit der energie der spannung U (U wäre so zu sehen die spannung des gummibandes einer schleuder?) nur mit der kreisbahn kome ich nicht zurecht, es stößt doch nirgendwo gegen und kann doch ungehindert durch das magnetfeld hindurchfliesen, da es aber negativ geladen ist musste es im magnetfeld nach einiger zeit gebremst, oder beschleunigt werden (beschleunigun ist aber nicht möglich wegen perpetuum mobile).
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t.t.
Anmeldungsdatum: 04.10.2007
Beiträge: 113
Wohnort: Konstanz
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| t.t. Verfasst am: 17. Okt 2007 13:22 Titel: |
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| gabbo123 hat Folgendes geschrieben: | ok, das ist also die sache z.b. mit dem fadenstrahlrohr.
aber meine aufgabenstellung besteht nur aus der 2. für die nummer der aufgabe, dann kommt sofort a), dan b). sollte nicht ein text davor stehen mit angaben zu den restlichen größen, wie m, v, e ??
die fehlen mir zur lösung der aufgabe.
ich denke mal das dies ein druckfehler ist und die hälfte der aufgaben fehlt.
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In der Aufgabe sind alle Angaben gemacht, die man zum Rechnen braucht.  und  sind Naturkonstanten, die man überall nachschlagen kann. Die Geschwindigkeit des Elektrons kann man aus der Energieerhaltung berechnen.
Tip. Die Energie, die ein Elektron beim durchlaufen einer Potentialdifferenz aufnimmt ist einfach  .
| gabbo123 hat Folgendes geschrieben: |
mit b) weiss ich nicht so recht, das elektron wir d also in ein magnetfeld geschleudert mit der energie der spannung U (U wäre so zu sehen die spannung des gummibandes einer schleuder?) nur mit der kreisbahn kome ich nicht zurecht, es stößt doch nirgendwo gegen und kann doch ungehindert durch das magnetfeld hindurchfliesen, da es aber negativ geladen ist musste es im magnetfeld nach einiger zeit gebremst, oder beschleunigt werden (beschleunigun ist aber nicht möglich wegen perpetuum mobile).
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Die Spannung ist eine Potentialdifferenz, die zum Beschleunigen von geladenen Teilchen genutzt werden kann. Analogon der Mechanik wäre tatsächlich die Differenz der potentiellen Energie einer gespannten Feder/Gummi. Blos vorsichtig: elektrisches Potential und die potentielle Energie im elektrischen Feld sind nicht das selbe.
Geladene Teilchen werden in magnetischen Feldern weder beschleunigt, noch abgebremst. Sie behalten also ihre Geschwindigkeit (vom Betrag her). Allerdings ändert sich evt die Richtung der Geschwindigkeit. Die Kraft, die für die Richtungsänderung verantwortlich ist, heisst Lorentzkraft und wirkt senkrecht zur momentanen Geschwindigkeit, kann diese also betragsmäßig nicht verändern.
Beschleunigt werden geladene Teilchen nur in elektrischen Feldern.
Gruß T.T.
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gabbo123
Anmeldungsdatum: 06.01.2007
Beiträge: 303
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| gabbo123 Verfasst am: 18. Okt 2007 13:49 Titel: |
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ja danke, wo bekomme ich denn diese konstanten her?
in meinem buch ist keine angegeben und für die übungsaufgaben ist auch immer angaben zu m(el), e, v(el) gegeben.
ich habe meinen lehrer gefragt und der sagt er schaut mal nach.
ich mache jetzt erstmal mit den anderen aufgaben weiter und dann mal sehen was hiermit ist.
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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gabbo123
Anmeldungsdatum: 06.01.2007
Beiträge: 303
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| gabbo123 Verfasst am: 18. Okt 2007 21:22 Titel: |
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so,
die formel ist auch die einzige die ich hier habe, ist nur für r= ausgelegt, danke fürs umstellen!!
}}{e}}=\frac{1}{0,045m}\sqrt{\frac{2*250V*9,11*10^{-31}}{1,602*10^{-19}As}}=11,77*10^{-4}T)
die konstanten werden in meinem buch nicht direkt angegeben, oder als konstanten beschrieben, man findet sie aber in manchen rechenbeispielen und ich habe sie mit der seite (link von preassure) verglichen.
Zuletzt bearbeitet von gabbo123 am 18. Okt 2007 22:35, insgesamt einmal bearbeitet |
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magneto42
Anmeldungsdatum: 24.06.2007
Beiträge: 854
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| magneto42 Verfasst am: 18. Okt 2007 21:41 Titel: |
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Hallo gabbo.
Du hast das 1/r im Taschenrechner vergessen... |
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gabbo123
Anmeldungsdatum: 06.01.2007
Beiträge: 303
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| gabbo123 Verfasst am: 18. Okt 2007 22:37 Titel: |
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ja und b) hab ich auch noch vergessen, da denke ich noch nach warum das so sein könnte.
hab jetzt:
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magneto42
Anmeldungsdatum: 24.06.2007
Beiträge: 854
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| magneto42 Verfasst am: 18. Okt 2007 22:46 Titel: |
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Soweit  |
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gabbo123
Anmeldungsdatum: 06.01.2007
Beiträge: 303
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| gabbo123 Verfasst am: 18. Okt 2007 23:18 Titel: |
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also, wenn ein elektron in ein magnetfeld "geschossen" wird, so fliegt es eine zeitlang geradeaus bis die beschleunigung abnimmt und die lorenzkraft anfängt zu wirken.
die lorenzkraft drückt das elektron zur seite weg, so das die geschwindigkeit kleiner als die lorenzkraft ist. dadurch wird das teilchen in eine kreisbahn gerängt die sich immer weiter verjüngt.
also für b) kann man doch schreiben, wenn die flugbahn einen radius einschlägt war die flugbahn des teilchens senkrecht zur flugbahn.
wäre das teilchen paeallel zum magnetfeld eingedrungen, würde die lorenzkraft das teilchen ohne kreisbahn mit der lorenzkraft entlang des magnetfeldes fliegen.
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magneto42
Anmeldungsdatum: 24.06.2007
Beiträge: 854
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| magneto42 Verfasst am: 18. Okt 2007 23:49 Titel: |
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Puh, wo fängt man da an? Einige Gedanken weisen in die richtige Richtung, aber der Zusammenhalt fehlt. Ich möchte Satz für Satz durchgehen und gebe erklärende Kommentare dazu ab.
| gabbo123 hat Folgendes geschrieben: | | also, wenn ein elektron in ein magnetfeld "geschossen" wird, so fliegt es eine zeitlang geradeaus bis die beschleunigung abnimmt und die lorenzkraft anfängt zu wirken. |
Hast Du den Aufbau eines Fadenstrahlrohrs vor Augen? Die Beschleunigung der Elektronen findet im Kathodenstrahler statt. Hier kann man vereinfacht eine geradlinige Beschleunigung annehmen, da die Beschleunigungsstrecke klein ist gegenüber dem Radius der nachfolgenden Kreisbewegung. Die Lorentzkraft wirkt sofort, wenn die beschleunigten Elektronen den Kathodenstrahler verlassen und in das Magnetfeld eintreten.
| gabbo123 hat Folgendes geschrieben: | | die lorenzkraft drückt das elektron zur seite weg, so das die geschwindigkeit kleiner als die lorenzkraft ist. |
Wie bitte ? Die Lorentzkraft wirkt als ablenkende Kraft auf die bewegten Elektronen ein. Punkt.
| gabbo123 hat Folgendes geschrieben: | | dadurch wird das teilchen in eine kreisbahn gerängt die sich immer weiter verjüngt. |
Nein. Da die Lorentzkraft immer senkrecht zur Bewegungsrichtung wirkt, wird der Energieinhalt der Elektronen nicht verändert; es wird keine Arbeit verrichtet. Bei senkrechter Flugrichtung der Elektronen zum Magnetfeld entsteht eine Kreisbahn, deren Radius konstant bleibt.
| gabbo123 hat Folgendes geschrieben: | also für b) kann man doch schreiben, wenn die flugbahn einen radius einschlägt war die flugbahn des teilchens senkrecht zur flugbahn.
wäre das teilchen paeallel zum magnetfeld eingedrungen, würde die lorenzkraft das teilchen ohne kreisbahn mit der lorenzkraft entlang des magnetfeldes fliegen. |
Richtig . Als Ergänzung sei noch erwähnt, daß bei einen schrägen einschießen des Elektronenstrahls in das Magnetfeld eine Schraubenbewegung entsteht, aber auf keinen Fall ein geschlossener Kreis mehr.
Hast Du das verstanden? Hast Du noch Fragen? |
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gabbo123
Anmeldungsdatum: 06.01.2007
Beiträge: 303
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| gabbo123 Verfasst am: 18. Okt 2007 23:56 Titel: |
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vielen dank!!!!!!!!!!!!!
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Healheart
Gast
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| Healheart Verfasst am: 01. Sep 2016 13:42 Titel: Frage zu den Einheiten der Formel |
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Hallo,
ich benötige Hilfe bei der vorliegenden Formel. Es geht mir um die Einheiten der Formel, da ich nicht verstehen kann wie das Ergebnis Vs/m^2 entsteht.
Hier meine Überlegungen
B= wurzel aus m*V/e*r^2
Vs/m^2= wurzel aus kg*V/ As* m^2
Wie kann ich aus den vorgegebenen Einheiten nun wirklich auf das Ergebnis kommen?
Vielen Dank für die Hilfe im Voraus und einen schönen Tag euch |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 01. Sep 2016 14:17 Titel: |
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("[...]" heißt "Einheit von ...")
Alter Trick: Immer, wenn man in der Physik nicht weiterkommt, an die Energie und den Energieerhaltungssatz denken. Der Zusammenhang zwischen mechanischen und elektrischen Einheiten ist durch die Gleichheit mechanischer und elektrischer Energie gegeben (Energieerhaltungssatz).
mit
Einsetzen in Energiegleichung:
Nach kg auflösen:
Einsetzen in die Gleichung für [B]:
As kürzen und restliche Einheiten zusammenfassen:
^2}{m^4}}=\frac{Vs}{m^2}) |
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Healheart
Gast
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| Healheart Verfasst am: 01. Sep 2016 14:24 Titel: |
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Vielen herzlichen Dank für die schnelle Hilfe!!
Das hat mir sehr geholfen! |
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