Spiralbewgung von Protonen in einem homogenen Magnetfeld

Abahachi · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 54

Wir haben folgende schwere Aufgabe bekommen.

Protonen mit der Geschwindigkeit v = 1,6 * 10 ^6 m/s gelangen mittig in ein homogenes Magnetfeld mit B = 2 milli Tesla

b) Der Winkel zwischen v und B (beides Vektoren) beträgt nun 70 ° (also nicht senkrecht), welche Bahnform entsteht und wie groß ist nun der Radius?

Berechnen sie auch die Ganghöhe.

Puhh.... Hammer

Also was ich mir bisher überlegt hab ist, dass die Protonen in einer Spirale nach oben "driften".

Müsste ich jetzt bei der Gleichung der magnetischen Flussdichte sinus 70° einsetzen? Denn die Lorentzkraft wirk ja eigentlich als Zentripetalkraft.

Habt ihr vielleicht eine Idee oder einen Ansatz hierfür, ich wäre euch sehr dankbar!! Thumbs up!

magneto42 · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 854

Hallo Abahachi.

Das Einfachste scheint mir, daß Du die Geschwindigkeit der Protonen in Komponenten zerlegst.

Die eine Komponente zeigt senkrecht zum Magnetfeld. Dies wird in der Projetion auf die entsprechende Ebene zu einer Kreisbewegung führen. Aus der Kräftebetrachtung kommt man dann leicht zum Bahnradius.

Die andere Geschwindigkeitskomponente zeigt entlang des Magnetfelds. Die Lorentzkraft wird für diese Richtung null sein. Diese Komponente führt die Protonenbahn zu einer Schraubenbewegung.

Für die Ganghöhe mußt Du die Umlaufzeit der Protonen bestimmen.

Magst Du Dich mit den Hinweisen schon einmal versuchen?

PS:
Zur Unterscheidung von Spirale und Schraube schaue bitte hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Spirale

Abahachi · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 54

Vielen Dank Magneto für deine Antwort werde es mal ausprobieren, hoffentlich schaffe ichs heute noch,
wenn jemandem noch weitere tipps einfallen.... Lehrer

Abahachi · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 54

Abahachi · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 54

Kurz zu meinem Verständnis ist die Schraube gerade oder geneigt ??

magneto42 · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 854

Du hast Dir sicher etwas bei Deinen Bildern gedacht und auch Mühe gegeben, aber ich erkenne nicht genau, was Du meinst grübelnd

.

Die Ausbreitungsrichtung der Schraube fällt mit der Achse des Magnetfelds zusammen. Wenn die senkrechte Linie diese Achse sein soll, dann ist das zweite Bild richtig. Die Schraubung ist dann nach oben gerichtet. Wenn man entlang dieser Achse schaut (also von oben), dann sieht man eine reine Kreisbewegung der Protonen.

PS:
Du hast ein Doppelpost erzeugt, den ersten Post kannst Du wohl löschen.

Abahachi · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 54

Oh danke, das war nämlich mein Hauptproblem....

Misst ich komme nicht dahinter wie ich meine post löschen kann (ich glaub das darf ich doch gar nicht oder, weil sonst könnte ich ja alle meine posts löschen und die Themen würden ohne meine Fragen keinen Sinn ergeben

Abahachi · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 54

so ich bin jetzt davon ausgegangen, dass ich den Radius der Komponente senkrecht folgendermaßen berechne

m*v
_________ = r

q*B*sin 70°

magneto42 · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 854

Du hast die Winkelbeziehung an die falsche Stelle gesetzt. Es muß gelten (der Index bedeutet dabei senkrecht bzw. parallel zum Magnetfeld):

Zum Doppelpost, probier mal ein Edit, wobei Du alles innerhalb des Beitrags löschst, also auch den Anhang (besonders den Anhang).

Abahachi · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 54

Jawohl ich habs verstanden, ich habs jetzt nich direkt mit deinen cosinus und sinussätzen berechnet (sonern mit cosinus erst und dann pythagoras) aber da kommt ja das gleich raus, trotzdem danke..

So bin beim bestimmen der Umlaufzeit, da muss ich ja dann wieder v (horizontal) benutzen nech

(Du bist einfach der beste Rock

)