Ladungen im magnetischen Feld (Lorentzkraft)

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Inhaltsverzeichnis 

   * 1 Bestimmung von e/m in der Fadenstrahlröhre
         o 1.1 Aufbau
         o 1.2 Beobachtungen
         o 1.3 Erklärungen
         o 1.4 Links
   * 2 Versuch: Elektronenstrahlen schräg zum Magnetfeld
         o 2.1 Beobachtung
   * 3 Aufbau der Bildröhre eines Fernsehers
   * 4 Das Elektronenmikroskop
   * 5 Teilchenbeschleuniger und Teilchendetektoren
   * 6 Polarlichter und die magnetische Flasche
         o 6.1 Versuch: Elektronen im inhomogenen Feld
               + 6.1.1 Beobachtung
   * 7 Das Massenspektroskop ; Geschwindigkeitsfilter ; Wienscher Filter
   * 8 Links


Bestimmung von e/m in der Fadenstrahlröhre

Aufbau

  • Fadenstrahlrohr mit Spannungsversorgung für die Glühwendel und die Beschleunigungsspannung. Rechts die Hallsonde.

  • Versuch Fadenstrahlrohr Aufbau Röhre.jpg

  • Anschlüsse am Grundbrett

Der Wehneltzylinder wird nicht benötigt. Die Ablenkplatten sind nicht, wie in der Gebrauchsanleitung gefordert, an die Anode angeschlossen; die Ergebnisse sind so besser. Oben das Fadenstrahlrohr mit den Helmholtzspulen. Darunter Netzgeräte für den Spulenstrom und Anondenspannung/Heizspannung. Rechts die Hallsonde mit Messverstärker und Anzeigegerät. Oben das Fadenstrahlrohr mit den Helmholtzspulen. Darunter Netzgeräte für den Spulenstrom und Anondenspannung/Heizspannung. Rechts die Hallsonde mit Messverstärker und Anzeigegerät.


Beobachtungen

  • Bei Tageslicht ist der Elektronenstrahl kaum zu sehen.

  • Die Beschleunigungsspannung ist zu gering.

  • Der Elektronenstrahl ohne Magnetfeld.

  • Kleine Feldstärke oder große Spannung.

  • Mittlere Feldstärke oder mittlere Spannung.

  • Große Feldstärke oder kleine Spannung.


Erklärungen

Versuch: Elektronenstrahlen schräg zum Magnetfeld [bearbeiten] Beobachtung

  • Elektronenstrahl senkrecht zur Feldlinienrichtung

  • Strahl leicht gekippt

  • Strahl stärker gekippt

  • ... und mehr

  • Hier erkennt man bereits den kleineren Radius

  • Aus dem Blickwinkel eine sehr verzerrte Spirale

  • Der zum Magnetfeld parallele Strahl


Aufbau der Bildröhre eines Fernsehers

Die Fernsehröhre ist eine besondere Form der Braun’schen Röhre [1], 1897 von Ferdinand Braun entwickelt. Anstatt mit geladenen Ablenkplatten erfolgt die Ablenkung des Elektronenstrahles hier mit Hilfe elektrischer Spulen (Magnetische Ablenkung). Die Technik wird auch bei Computerbildschirmen verwendet.

Mehr dazu... [2]

Versuch

In einem Versuch wiesen wir diese Funktionsweise an einem Röhrenmonitor nach.

Führt man an diesen einen Magneten, ergeben sich Bildverschiebungen und Farbstörungen [3], die erst mit der "Entmagnetisierung" wieder verschwinden.

Das Elektronenmikroskop

Teilchenbeschleuniger und Teilchendetektoren

-Ringbeschleuniger -Blasenkammer -radioaktive Strahlen im Magnetfeld


Polarlichter und die magnetische Flasche

Versuch: Elektronen im inhomogenen Feld

Beobachtung

  • Der Elektrononstrahl läuft parallel zu den Feldlinien des Stabmagneten direkt auf den Südpol zu und wird gebündelt.

  • Der Magnetpol wurde nach unten verschoben.

  • ... und noch weiter nach unten.

  • Die Position der Magnete ändert das Ergebnis sehr stark.



Das Massenspektroskop ; Geschwindigkeitsfilter ; Wienscher Filter

Links

  • LEIFI: Polarlichter
  • LEIFI: Aufgaben zur Fadenstrahlröhre
  • LEIFI: Fadenstrahlrohr der Clemson Universität
  • LEIFI: Bewegung von Ladung im (in)homogenen Magneteld
  • Applet von B. Surendranath zu Bahnkurven in homogenen magnetischen und elektrischen Feldern. Der Geschwindigkeitsvektor ist blau, die Kraft rot.
  • Programm von Lothar Koch, welches die Bahn von Elektronen im inhomogenen Magnetfeld zeichnet. Auch für rot-grün-3D-Brillen.
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