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Übungsaufgaben - Schraubenbahn Die
Elektronen werden mit einer Spannung von 400 V in einem Kon- densator
beschleunigt und gelangen danach unter einem Winkel von α =
30° in ein homogenes Magnetfeld der Stärke B = 1,5 mT. Bestimmen
Sie den Radius der Schraubenbahn, die Ganghöhe h, die Größe
der Lorentzkraft und die Umlaufdauer für einen Vollkreis. Lösung: Wir
benutzen einfach die bekannten Formeln.
Aussehen der Schraubenbahn:
Aufgabe
Nr.1b (leicht - mittel) In diesem
Fall sei U = 180 V, vꞱ = 7 731 308 m/s, r = 3,5 cm. Berechne
α, B und h Lösung: Auch hier werden im
Wesentlichen die Formeln benutzt.
Aussehen der Schraubenbahn:
Aufgabe
Nr.2a (mittel) Es gilt: v
= 8∙106 m/s; α = 40°; B = 1,5 mT,
die Länge des Magnet- feldes in der
Driftrichtung betrage l = 20 cm Wie viele
Umdrehungen schafft das Elektron auf seinem Weg durch das
Magnetfeld? Lösung: Die
Anzahl der Umdrehungen gewinnt man aus einem Vergleich der Zeit für
das Durchlaufen der Strecke l mit der Umlaufdauer T.
Aussehen der Schraubenbahn: Aufgabe
Nr.2b (mittel - schwer) Das
Elektron braucht für den Flug durch ein Magnetfeld der Länge l = 20 cm
eine Zeit von t = 10−7 s. Es gilt
weiter: r = 5 cm, U = 300 V Gesucht ist
α und B. Lösung:
Aussehen der Schraubenbahn:
Gegeben
sind U = 180 v; h = 9,44 cm und r = 6,25 cm Bestimmen
Sie B und α! Lösung: Wenn man B zuerst
bestimmen will, wird der Lösungsweg recht kompliziert. Wir stellen einen recht
ausgefallenen Weg vor. Hier bestimmt man zunächst α über
T. Danach wird erst B berechnet.
Aussehen der Schraubenbahn:
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