Elektrische Felder: Längs- und Querfelder

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Questions and Answers

Welche Aussage ber das elektrische Feld eines Plattenkondensators ist korrekt?

  • Die Feldstrke ist umgekehrt proportional zum Plattenabstand. (correct)
  • Es entsteht ein inhomogenes Feld zwischen den Platten.
  • Die Feldstrke wird durch die Formel $E = U \cdot d$ berechnet.
  • Es entsteht kein elektrisches Feld, wenn die Platten nicht geladen sind.

Ein Elektron, das sich parallel zu einem elektrischen Feld bewegt, erfhrt eine Ablenkung.

False (B)

Mit welcher Formel berechnet man die Energie, die ein geladenes Teilchen erhlt, wenn es eine Spannung U durchluft?

W = qU

Die Bewegung eines geladenen Teilchens in einem elektrischen Querfeld ist ________.

<p>parabolisch</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt korrekt, was mit einem Elektron passiert, das sich durch ein homogenes elektrisches Querfeld bewegt?

<p>Es bewegt sich gleichfrmig in x-Richtung und wird in y-Richtung beschleunigt. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Formel beschreibt die Ablenkung y eines Elektrons nach dem Durchqueren der Platten in einem elektrischen Querfeld?

<p>$y = \frac{E \cdot l^2}{2 \cdot m \cdot v_x^2}$ (B)</p> Signup and view all the answers

Die Lorentzkraft wirkt immer parallel zur Bewegungsrichtung eines geladenen Teilchens im Magnetfeld.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Wie lautet die Formel fr den Radius der Kreisbahn eines Elektrons im Magnetfeld?

<p>r = (m * v) / (e * B)</p> Signup and view all the answers

Ordne die folgenden Konzepte den entsprechenden Beschreibungen zu:

<p>Lorentzkraft = Kraft auf ein geladenes Teilchen im Magnetfeld Rechte-Hand-Regel = Bestimmung der Kraftrichtung auf positive Ladungstrger Linke-Hand-Regel = Bestimmung der Kraftrichtung auf Elektronen</p> Signup and view all the answers

Ein Proton bewegt sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit senkrecht zu einem Magnetfeld. Wie ndert sich der Radius seiner Kreisbahn, wenn die magnetische Flussdichte verdoppelt wird?

<p>Der Radius halbiert sich. (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Elektrisches Feld im Kondensator

Ein homogenes elektrisches Feld entsteht zwischen zwei geladenen Platten. Die Feldstärke ist das Verhältnis von Spannung zum Plattenabstand.

Kraft auf geladenes Teilchen im E-Feld

Ein geladenes Teilchen im elektrischen Feld erfährt eine Kraft. Im Längsfeld resultiert dies in Beschleunigung oder Verzögerung, im Querfeld in Ablenkung.

Energie und Geschwindigkeit im E-Feld

Ein Teilchen, das eine Spannung durchläuft, erhält Energie. Die resultierende Geschwindigkeit hängt von der Spannung, der Ladung und der Masse ab.

Bewegung im elektrischen Querfeld

Die Bewegung ist parabolisch, ähnlich einem Wurf. Das Teilchen wird in Richtung der Feldkraft beschleunigt.

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Elektronen im elektrischen Querfeld

In x-Richtung bewegt sich das Elektron gleichförmig. In y-Richtung erfährt es eine Beschleunigung durch die elektrische Kraft.

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Ablenkung im Querfeld

Die Ablenkung hängt von der Feldstärke, der Plattenlänge, der Masse und der Geschwindigkeit ab.

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Elektronen im Magnetfeld

Die Lorentzkraft wirkt senkrecht zur Bewegungsrichtung und sorgt für eine Kreisbahn.

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Lorentzkraft Formel

Die Lorentzkraft ist proportional zur Ladung, Geschwindigkeit und magnetischen Flussdichte.

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Radius der Kreisbahn

Die Lorentzkraft erzeugt eine Kreisbahn mit einem Radius, der von Masse, Geschwindigkeit, Ladung und magnetischer Flussdichte abhängt.

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Rechte-Hand-Regel

Die Rechte-Hand-Regel bestimmt die Richtung der Kraft auf positive Ladungen. Der Daumen zeigt die Bewegungsrichtung, der Zeigefinger die Magnetfeldrichtung, der Mittelfinger die Kraftrichtung. Für Elektronen entsprechend die linke Hand.

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Study Notes

Elektrische Längs- und Querfelder

  • Ein homogenes elektrisches Feld entsteht zwischen zwei geladenen Platten.
  • Die Feldstärke wird berechnet als E = U/d, wobei d der Plattenabstand ist.
  • Ein geladenes Teilchen erfährt im Feld eine Kraft von F = qE.
  • In einem Längsfeld (parallel zur Bewegung) erfährt das Teilchen Beschleunigung oder Verzögerung.
  • In einem Querfeld (senkrecht zur Bewegung) erfährt das Teilchen eine Ablenkung, ähnlich wie bei einem Projektil.
  • Ein Elektron oder Ion, das eine Spannung U durchläuft, erhält die Energie W = qU.
  • Die Geschwindigkeit nach dem Durchlaufen des Feldes ergibt sich als v = √((2qU)/m).
  • Im Querfeld wird das Teilchen in Richtung der Feldkraft beschleunigt.
  • Die Bewegung im Querfeld ist parabolisch, ähnlich einem Wurf.

Teilchenstrahl - Elektronen

  • Im elektrischen Querfeld, zwischen zwei geladenen Platten, bewegt sich ein Elektron in x-Richtung gleichförmig weiter.
  • In y-Richtung erfährt das Elektron eine Beschleunigung durch die elektrische Kraft.
  • Die Ablenkung y des Elektrons nach Durchqueren der Platten wird berechnet als y = (EL²)/(2m*vx²), wobei L die Länge der Platten ist.
  • Im Magnetfeld, falls der Elektronenstrahl in ein senkrechtes Magnetfeld B eintritt, wirkt die Lorentzkraft F = qvB.
  • Die Lorentzkraft steht senkrecht zur Bewegungsrichtung und sorgt für eine Kreisbahn mit Radius r.
  • Es gilt: evB = (m*v²)/r.

Teilchen im Magnetfeld

  • Ein geladenes Teilchen mit Geschwindigkeit v erfährt im Magnetfeld eine Kraft (Lorentzkraft): F = qvB.
  • Die Richtung der Kraft wird mit der Linke-Hand-Regel (für Elektronen) und der Rechte-Hand-Regel (für Protonen und Ionen) bestimmt.
  • Der Daumen zeigt in Richtung der Bewegung des Teilchens.
  • Der Zeigefinger zeigt in die Richtung des Magnetfelds.
  • Der Mittelfinger zeigt in die Richtung der Kraft.

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