#1 29. November 2010 Hallo Leute, ich brauche mal eure Hilfe in Physik, leider stehe da ich ziemlich auf dem Schlauch... Ausgangspunkt: Ein Elektronenstrahl wurde erzeugt. Der strahl wird schräg zu den feldlinien, unter dem winkel von 60 Grad zwischen v(vektor) und B(vektor) in ein magnetfeld geschossen. beschleunigungsspannung Ub = 170V Magnetfeld B = 1,1 mT Jetzt soll ich erklären wieso eine spiralförmige bahn zustande kommt und den radius r des spiralzylinders, die zeit T für die umlaufdauer einer schleife und den weg s, den das elektron in dieser Zeit in richtung von B zurückgelegt hat errechnen. Leider weiß ich gar nicht wie ich die sache angehen soll. Ich wäre euch dankbar, wenn ich mir auf die sprünge helfen könntet. freek + Multi-Zitat Zitieren
#2 29. November 2010 AW: Physik - Elektronenstrahl/spezifische Ladung e/m Hoi, bei bewegter Ladung im Magnetfeld wirkt die Lorentzkraft als Zentripetalkraft auf die Ladung. Die Ladung wird also auf eine Kreisbahn gezwungen. Wenn der Winkel zwischen v und B genau 90° beträgt, dann bleibt die Ladung auf der Kreisbahn. Wenn der Winkel allerdings != 90° ist, dann wirkt auf die Ladung sowohl eine senkrechte (zu B) sowie parallele (ebenfalls zu B) Kraft. Die senkrechte Kraft sorgt für die Kreisbahn, die parallele hingegen für eine Bewegung der Ladung in Richtung von B. Und wenn man eine Kreisbewegung mit einer Vorwärtsbewegung senkrecht dazu überlagert, entsteht eine Spiralbahn. Den Radius r erhältst du, in dem du die Lorentzkraft gleich der Zentrifugalkraft setzt. Dann einfach nach r auflösen. Die Zeit T erhältst du, in dem du die Geschwindigkeit, mit dem sich die Ladung auf der Kreisbahn bewegt durch den Umfang teilst. Aber Achtung: Die Geschwindigkeit ist nicht die Geschwindigkeit des Elektrons das es nach der Beschleunigung erhalten hat, sondern nur die zu B senkrechte Komponente. Da musst also noch mit den Winkelfunktionen arbeiten. Und die Stecke die das Elektron zurückgelegt hat, kriegst du raus in dem du die parallele Komponente der Geschwindigkeit mal die Umlaufzeit T nimmst Gruß, pyro + Multi-Zitat Zitieren
#3 29. November 2010 AW: Physik - Elektronenstrahl/spezifische Ladung e/m Vielen Dank, so in der art hatte ich es auch versucht, aber leider sagte mir der lehrer, dass mein ergebnis falsch sei und ich bin einfach nicht auf die korrekte lösung gekommen. e/me=2U/(B^2*r^2) Da bekomme ich allerdings einen Radius von 4 cm heraus, mein lehrer hingegen 3,5 cm. der ansatz stimmt aber,oder? + Multi-Zitat Zitieren
#4 29. November 2010 AW: Physik - Elektronenstrahl/spezifische Ladung e/m Jo ich hab 34,6mm raus, also 3,5 cm. Was ich oben vergessen habe zu erwähnen: Du musst bei diesem Schritt auch schon mit v_senkrecht rechnen, also nicht mit der ganzen Geschwindigkeit. Wenn du mit der ganzen Geschwindigkeit rechnest, dann kommst du auf 4 cm. Das ist aber falsch, da hat dein Lehrer schon recht + Multi-Zitat Zitieren
#5 29. November 2010 AW: Physik - Elektronenstrahl/spezifische Ladung e/m Super, den anfang habe ich jetzt. Aber wieso muss ich mit cos 30 Grad und nicht 60 rechnen? Jetzt habe ich den umfang von 3,5 cm und die Geschwindigkeit von ca. 6,7 m/s in vorwärtsrichtung. T wäre dann 3,2*10^-8 s. + Multi-Zitat Zitieren
#6 29. November 2010 AW: Physik - Elektronenstrahl/spezifische Ladung e/m Naja, eigentlich solltest du mit sin(60°) rechnen und nicht mit cos(30°), aber vom Ergebnis her kommt ja beides mal dasselbe raus ^^ Das kannst du dir ganz leicht verdeutlichen, wenn du dir ne Zeichnung machst und den Geschwindigkeitsvektor dann aufteilst. + Multi-Zitat Zitieren
#7 29. November 2010 AW: Physik - Elektronenstrahl/spezifische Ladung e/m Ok, dann hat unser lehrer aber wirklich mal mist angeschrieben. Vielen dank für deine Hilfe, bist du physiker oder wieso kennst du dich sogut aus? + Multi-Zitat Zitieren
#8 29. November 2010 Zuletzt von einem Moderator bearbeitet: 14. April 2017 AW: Physik - Elektronenstrahl/spezifische Ladung e/m Hoffe, es ist verständlich: Ist halt für den Fall, dass v nicht ortogonal (also senkrecht) zu B ist; also für einen bestimmten Winkel alpha: (Felektrisch = Fkinetisch) umstellen nach v: bzw. Dann hast du die Geschwindigkeit -> e/m ist ja eine konstante! Anschliessend wird die Geschwindigkeit in v(senkrecht) und v(parallel) zerteilt, wobei v(senkrecht) nach unten zieht und v(parallel) nach rechts: demnach ist: Durch kannst du umstellen nach r; wichtig hierbei ist, dass du das normale v verwendest, denn r beschreibt ja die Schraubenbahn: Soviel dazu. Der zurückgelegte Weg entspricht dem Umfang, also: Einsetzen und du hast den zurückgelegten Weg. Die Zeit die es dafür braucht ist folgende: Die Schraube kann man auch als s(parallel) beschreiben, es wird von der Geschwindigkeit bestimmt, die das Elektron nach rechts zieht und nicht nach oben, bzw. unten: Damit solltest du alles haben - so haben wir es in den letzten Wochen gelernt + Multi-Zitat Zitieren
#9 30. November 2010 AW: Physik - Elektronenstrahl/spezifische Ladung e/m Hoi, @freek: Nein ich bin (noch) kein Physiker Hatte Physik als LK und werd auch Physik studieren nachm Zivildienst. @iPod.freaK: Meiner Meinung nach verwendet man beim Radius auch nur die senkrechte Komponente von v. Die Kreisbahn wird ja nur durch die senkrechte Komponente ausgeführt. Wenn ich v_senkrecht einsetze, komme ich auf die angegeben 3,5 cm, mit v komme ich auf 4cm die ja laut Lehrer falsch sein sollten. Gruß, pyro + Multi-Zitat Zitieren