Exercise:
Ein Ionenstrahl wird durch folge Versuchsanordnung die sich in einem luftleeren Glaskolben befindet geleitet. graphic includegraphicswidth.textwidth#image_path:teilchen-in-feldern# graphic Wie aus der Versuchsanordnung ersichtlich befindet sich der . Plattenkondensator Spannung konstant pq.V in einem homogenen Magnetfeld welches von einer Spule Windungen Längepqcm erzeugt wird. Die elektrischen und magnetischen Feldlinien sowie der Ionenstrahl stehen dabei paarweise aufeinander senkrecht.Vor und her dem . Plattenkondensator ist kein Magnetfeld vorhanden. abcliste abc Der Ionenstrahl der in den ersten Kondensator geleitet wird enthält Ionen verschiedener Masse Geschwindigkeit und Ladung. Stimmen die Ionen die diesen Kondensator wieder verlassen in der Masse in der Geschwindigkeit oder in der Ladung überein? Begründen Sie Ihre Antwort! P abc Die obere Platte ist positiv geladen. In welche Richtung muss das Magnetfeld und damit der Strom durch die Spulenwindungen gerichtet sein damit die Ionen den Kondensator passieren können? Begründen Sie Ihre Antwort! P abc Welche Ladung befindet sich auf einer Kondensatorplatte wenn diese pqcm^ groß ist? P abc Die Ionen die den ersten Kondensator verlassen haben die Geschwindigkeit vpqe. Wie groß ist die Stromstärke in der Spule? P Alle Ionen mit der Geschwindigkeit vpqe erreichen den zweiten Plattenkondensator. Die Spannung zwischen den Platten dieses Kondesators beträgt pqV. Die ereffen Ionen werden dadurch senkrecht nach oben beschleunigt und um den Winkel alphagrad nach oben abgelenkt. Sie treffen den Schirm im Punkt P. abc Wie groß ist die senkrechte Beschleunigungskomponente im . Plattenkondensator? P abc Welche Masse besitzt ein Ion mit der Ladung qpq.C? P abcliste

Solution:
abcliste abc Damit die Ionen geradlinig den Kondensator durchlaufen müssen Lorentzkraft und elektrische Kraft entgegengesetzt gleich sein:F_LF_elB q vq E Rightarrow vfracEBAlle Ionen die den Kondensator passieren haben diese Geschwindigkeit; sie können jedoch verschiedene Ladung und Masse besitzen. abc F_el auf Elektron nach oben gerichtet damit muss F_L nach unten gerichtet sein. Dreifingerregeln der linken Hand Rightarrow B in das Blatt hinein gerichtet Faustregel Rightarrow Elektronenflußrichtung gegen Uhrzeigersinn. abc CfracQU Rightarrow QC UCepsilon_ fracAd Rightarrow Qepsilon_ A fracUdpq.C abc F_elF_LQ EQ Bv Rightarrow BfracEvFür Spule gilt die Beziehung:Bmu Ifracnl Rightarrow IfracU lv dmu npq.A abc v_y beschleunigte Bewegung: v_ya tÜber Betrachtung der Geschwindigkeitskomponenten im rechtwinkligem Dreieck erhält man: v_ytanalpha v_x Damit: a ttanalpha v_xBenötige noch t: v_xfracs_xt mit s_x Länge des . Plattenkondensators Damit: afractanalpha v_x^s_xpq.efracms^ abc F_elq Eq fracUd Fm aDamit: mfracq Ud apq.kg abcliste