• 2.) Nur ein elektrisches Feld wirkt ein.
  • 3.) Nur ein magnetisches Feld wirkt ein.
  • 4.) Beide Felder wirken.
  • 5.) Seltsame Bahnkurven.
  • Fragen / Aufgaben zum Geschwindigkeitsfilter nach Wien




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    Fragen / Aufgaben zum Geschwindigkeitsfilter nach Wien


    1.) Ganz ohne Felder.

    Zunächst soll weder ein elektrisches Feld, noch ein magnetisches Feld wirken. (Regler UC und B sind am linken Anschlag)

    • Welche Art Bewegung führt das Elektron aus?

    • Wie lange benötigt es bei 5*106 m/s bzw. bei 10*106 m/s durch den 6 cm langen Plattenkondensator?

    • Rechne nach!

    ___________________________________________________________________________

    2.) Nur ein elektrisches Feld wirkt ein.

    Stelle am Regler UC eine Spannung von 60 V ein.

    • In welche Richtung wirkt das elektrische Feld im Plattenkondensator?

    • In welche Richtung wirkt die el. Feldkraft auf das Elektron?

    • Was für eine Bahn durchläuft das Elektron?

    • Bei welchen Spannungen UC kommt das Elektron durch den Kondensator?

    • Bei welchen Spannungen trifft es auf die Platte auf?

    • Bei welcher Spannung liegt die Grenze? Rechne nach!

    ( Konstanten: e = 1,6*10-19 C, m = 9,1*10-31 kg )

    ___________________________________________________________________________



    3.) Nur ein magnetisches Feld wirkt ein.

    1. Regle die Spannung am Kondensator UC wieder auf 0 und erhöhe die magnetische Flussdichte (Regler B).

    • Was für eine Bahnkurve durchläuft das Elektron nun? Begründe!

    b) Wähle als Flussdichte genau 1,44 mT.

    • Was für eine Bahnkurve durchläuft das Elektron jetzt?

    • In welche Richtung weist die Lorentzkraft?

    • Wo liegt der Mittelpunkt der Bahn?

    • Zeige durch Rechnung, dass der Radius r gerade etwa 0,02 m ist.

    1. Wähle nun als Flussdichte 2,88 mT. (Schreibe diesen Wert in das Eingabefeldrechts vom B-Regler)

    • Was für eine Kurve durchläuft das Elektron nun? Begründe!

    • Wie ändert sich die Kurve, wenn der Wert für die magnetisch Flussdichte B noch weiter erhöht wird?

    d) Wähle nun wieder 2,88 mT als Flussdichte und als Geschwindigkeit 10*106 m/s.

    • Begründe die Bahn, die das Elektron durchläuft.

    __________________________________________________________________________

    4.) Beide Felder wirken.

    1. Klicke nun das Auswahlkästchen bei "Zeige Kräfte" an. Stelle den Regler für B

    auf 0,8 mT. Die Geschwindigkeit ist wieder 5*106 m/s.

    • Bei welcher Spannung am Kondensator läuft das Elektron praktisch unabgelenkt durch den Kondensator?

    • Was geschieht, wenn das el. Feld größer gemacht wird (UC) erhöht?

    • Was geschieht, wenn die magnetische Flussdichte B größer gemacht wird (B erhöht)?

    • Welche Bedingung (Gleichung) muss erfüllt sein, damit das Elektron geradeaus durch den Kondensator läuft?

    1. Wähle eine Einstellung von UC und B bei der Elektronen mit 5*106 m/s unabgelenkt durch den Kondensator laufen. Verdopple nun die Geschwindigkeit.

    • Wie verändern sich die Kräfte und die Bahn des Elektrons? Begründe!

    __________________________________________________________________________

    5.) Seltsame Bahnkurven.

    Wähle für eine Geschwindigkeit von 5*106 m/s die Einstellungen für UC = 150 V und B = 1,7 mT.

    • Kannst du die seltsame Bahn des Elektrons verstehen?

    • Versuche weitere Einstellungen zu finden, bei denen sich das Elektron "seltsam" verhält.


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    Bosh sahifa
    Aloqalar

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