Ladungen im magnetischen Feld (Lorentzkraft): Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 7. Dezember 2016, 16:12 Uhr

(Kursstufe > Elektro-Magnetismus)

Beispiele

• 

  In Island gibt es häufig Polarlichter zu sehen.
  (Zeitraffer-Video aus Nord-Norwegen)

• 

  Dieses Polarlicht in Berlin sieht man nur sehr selten.

• 

  Polarlichter vom Satelliten aus gefilmt. (animiert)

Bestimmung von e/m in der Fadenstrahlröhre

Aufbau

• 

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

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• 

  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

Beobachtung

• 

  Elektronenstrahl senkrecht zur Feldlinienrichtung

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  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

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

• 

  Der Magnetpol wurde nach unten verschoben.

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  ... und noch weiter nach unten.

• 

  Die Position der Magnete ändert das Ergebnis sehr stark.

• 

  Ein zweiter Magnet reflektiert den Strahl zurück.

• 

  Es entsteht eine "magnetische Flasche"

• Eine Simulation der Teilchenbewegung im Magnetfeld der Erde zum Herunterladen. (Matthias Borchert)

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.
• Eine Simulation der Fadenstrahlröhre zum Herunterladen. (Matthias Borchert)
• Eine Simulation der Teilchenbewegung im Magnetfeld der Erde zum Herunterladen. (Matthias Borchert)
• Wikipedia: Braunsche Röhre
• Kurze Übersicht der Fernsehröhre (Michael Görtz)