Wien-Filter < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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hallo liebe Forumfreunde,leider komme ich bei folgender Aufgabe nicht weiter,deshalb bitte ich euch um eure hilfe.
aufgabe:
In einem Versuch zum Wien-Filter werden Elektronen in einer Röhre mit [mm] U_{A}=1500 [/mm] V beschleunigt.Am Kondensator (Plattenabstand d= 5 cm) des Geschwindigkeitsfilters liegt die Spannung [mm] U_{C}=10,1 [/mm] kV.
a) Erklären Sie die Wirkungsweise des Wien-Filters.
Leider kann ich hier die Wirkungsweise nicht erklären,weil ichs nicht weiß.
Würd mich über jede hilfe freuen.
MfG
Danyal
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 14:30 Fr 20.11.2009 | | Autor: | Chilli71 |
http://de.wikipedia.org/wiki/Geschwindigkeitsfilter
Gruß
Chilli
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:05 Fr 20.11.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
Wenn mabn so ne Aufgabe in der Schule kriegt, hat man doch i.A. den Wienfilter behandelt, oder sogar in der elektronenablenkröhre die Wirkung von gekreuztem E und B -Feld gesehen?
Warum sagst du nicht, was ihr grade im untterricht macht, oder gemacht habt?
und wie mein vorposter schon sagte, wenn man schon nen namen weiss hilft google oder wike meist.
Gruss leduart
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Jetzt hab' ich ein bissal mehr Zeit. Am Nachmittag war ich noch in der Arbeit.
Bringst Du einen elektrisch geladenen Körper also zB. ein Elektron in ein elktrisch Feld, wirkt auf den Körper eine Kraft
[mm]\vec F=q.\vec E[/mm]
(Coulomb Kraft)
Man kann die Geschwindigkeit über den Energieerhaltungssatz ausrechnnen:
Die kinitesche Energie des beschleunigten Teilchens muß identisch sein mit der Arbeit, die im elektrischen Feld verrichtet wurde.
[mm]W_e_l = F*s = q*E*s = q*U[/mm] (s ist der Weg, ich verwende das gute alte W für die Arbeit bzw. Energie um nicht mit der elektrischen Feldstärke in Konflikt zu kommen).
Die kinetische Energie ist auch bekannt
[mm]W_k_i_n = 1/2*mv^2[/mm]
Wenn wir den guten alten Einstein einmal außen vor lassen, müssen wir die Energien gleichsetzen
[mm]1/2*mv^2 = q*U[/mm]
was durch ein bißchen umformen zu
[mm]v=\wurzel{2U*\bruch {q} {m} }[/mm] werden sollte.
Der Schmäh vom Wien Filter ist (Schmäh ist ein wienerischer Ausdruck und ist in der Bedeutung ähnlich Witz), daß man ein elektrisches Feld anlegt, daß Ladungen in eine Richtung ablenkt und ein magnetische Feld, daß bewegte Ladungsträger genau in die Gegenrichtung ablenken will.
Ist ein Ladungsträger langsam, ist die Ablenkung durch das Magnetfeld (Lorenzkraft) zu gering und das Teilchen biegt ab weil es der elektrischen Anziehung folgt. Umgekehrt werden zu schnelle Teilchen stärker vom Magnetfeld abgelenkt.
Wo liegt nun das Gleichgewicht?
Die Kraft auf die Ladung hatten wir schon oben.
Die Ablenkung im Magnetfeld ergibt sich zu
[mm]F=-q*(\vec v x \vec B)[/mm]
Gleichgewicht der Kräfte heißt gleichsetzten:
[mm]q.\vec E = -q*(\vec v x \vec B)[/mm]
Siehe da, die Ladung kürzt sich weg.
Da ich jetzt nicht wirklich weiß, wie man bei einem Bruch die orthogonalität angiebt schreib' ich das Ergebnis skalar:
[mm]v=\bruch{E} {B}[/mm] unter der Voraussetzug, daß magnetisches und elektrisches Feld aufeinander senkrecht stehen.
Das elektishe Feld kannst Du Dir mit der angegbene Spannung und dem Plattenabstand ausrechnen.
Eigentlich solltest Du jetzt in der Lage sein, alle Fragestellung zu dem Wien Filter zu lösen.
Viel Glück
Chilli
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Danke für die ausführliche Erklärung.
MfG
Danyal
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