Ladungen im magnetischen Feld (Lorentzkraft): Unterschied zwischen den Versionen
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Bild:Polarlicht Aurora Berlin 2013.jpg|Dieses Polarlicht in Berlin sieht man nur sehr selten. | Bild:Polarlicht Aurora Berlin 2013.jpg|Dieses Polarlicht in Berlin sieht man nur sehr selten. | ||
Bild:Aurora_mirroring_Polar_2.gif|Polarlichter vom Satelliten aus gefilmt. ([http://schulphysikwiki.de/index.php/Datei:Aurora_mirroring_Polar_2.gif animiert]) | Bild:Aurora_mirroring_Polar_2.gif|Polarlichter vom Satelliten aus gefilmt. ([http://schulphysikwiki.de/index.php/Datei:Aurora_mirroring_Polar_2.gif animiert]) | ||
| − | Bild:| | + | Bild:Erdmagnetfeld mit Sonnenwind.jpg|Das Magnetfeld der Erde schützt uns vor kosmischer Strahlung.<br>"Sonnenstürme" können Satelliten und elektronische Geräte auf der Erde stören. |
| − | Bild:| | + | Bild:Neutronentherapie mit Zyklotron.jpg|Krebs kann man mit Neutronenbeschuß behandeln. |
| − | Bild:| | + | Bild:Zyklotron Prinzipskizze.png|Die Neutronenstrahlung erzeugt man mit schnellen Protonen aus einem Zyklotron. |
| − | Bild:| | + | Bild:Hadron-Elektron-Ring-Anlage,Ringbeschleuniger,DESY.jpg|Der Ringbeschleuniger HERA in Hamburg hat einen Durchmesser von einem Kilometer. |
| + | Bild:Location Large Hadron Collider.PNG|Die größte Maschine der Welt ist der Ringbeschleuniger des CERN in Genf. Auch er liegt unter der Erde und hat einen Durchmesser von über 4km. | ||
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==Bestimmung von e/m in der Fadenstrahlröhre== | ==Bestimmung von e/m in der Fadenstrahlröhre== | ||
Version vom 7. Dezember 2016, 16:52 Uhr
(Kursstufe > Elektro-Magnetismus)
Inhaltsverzeichnis
- 1 Beispiele
- 2 Bestimmung von e/m in der Fadenstrahlröhre
- 3 Versuch: Elektronenstrahlen schräg zum Magnetfeld
- 4 Aufbau der Bildröhre eines Fernsehers
- 5 Das Elektronenmikroskop
- 6 Teilchenbeschleuniger und Teilchendetektoren
- 7 Polarlichter und die magnetische Flasche
- 8 Das Massenspektroskop ; Geschwindigkeitsfilter ; Wienscher Filter
- 9 Links
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)
Das Magnetfeld der Erde schützt uns vor kosmischer Strahlung.
"Sonnenstürme" können Satelliten und elektronische Geräte auf der Erde stören.
Krebs kann man mit Neutronenbeschuß behandeln.
Die Neutronenstrahlung erzeugt man mit schnellen Protonen aus einem Zyklotron.
Der Ringbeschleuniger HERA in Hamburg hat einen Durchmesser von einem Kilometer.
Die größte Maschine der Welt ist der Ringbeschleuniger des CERN in Genf. Auch er liegt unter der Erde und hat einen Durchmesser von über 4km.
Bestimmung von e/m in der Fadenstrahlröhre
Aufbau
Fadenstrahlrohr mit Spannungsversorgung für die Glühwendel und die Beschleunigungsspannung. Rechts die Hallsonde.
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
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.
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)
