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Bewegung von Elektronen im E- und B-Feld & Millikanversuch

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Juliane Rauner

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Physik

 

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Lernzettel

Bewegung von Elektronen im E- und B-Feld & Millikanversuch

 11 Bewegung von Elektronen im E- Feld
Elektrische Ladung Q: [Q]=C(A.S)
Elementarladung
Elektrische Spannung u: [U] =
- Elektrische Kapazitä

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Lernzettel für meine erste LK-Klausur Themen: 1. Bewegung von Elektronen im E-Feld (Elektronenkanone & -ablenkröhre) & B-Feld (Helmholtzspulen) 2. Millikanversuch zur Bestimmung der Elementarladung (Schwebe-Fall- Methode)

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11 Bewegung von Elektronen im E- Feld Elektrische Ladung Q: [Q]=C(A.S) Elementarladung Elektrische Spannung u: [U] = - Elektrische Kapazität C: [C]=F - · Elektrische Kraft Fei: für zwei Punktladungen (coulombisches Gesetz): Fa Elektrische Feldstärke E: [E] =¥ → Elektronenkanone & ablenkrohre: heeelly evakuierter Glaskolben Glüh- wen- del A Elektronen- Strahl - Wehneltzylinder VB, Anode für eine einzelne Ladung: Fai = E·e F allgemein: E= √₂ Ablenk- X Platten 1. Heizspannung erhitzt Glühwendel → Elektronen werden trei 2. Beschleunigungsspannung lädt Kathode negativ und Anode positiv auf. Ein elektrisches Feld entsteht, die Elektronen werden in Richtung der Anode. beschleunigt. 3. Hinter der Anode bewegen sich die Elektronen gleichförmig weiter. 4. Die Plattenspannung erzeugt ein elektrisches Feld zwischen den Ablenk platten. Durch dieses wird der Elentronenstrahl abgelenkt. Der Leuchtschirm macht den Elektuonthstrani sichtbar. - Leuchtschirm = Vot F m e = 1,6022-10-19 = (W= Arbeit) 3. Ersetzen von a: a = 4. Einsetzen von + und a: 5. Ersetzen von Vo: Vo Ve 4 MB.d.x² 6. Vereinfachen: y C=& 0 1 и im Flattenkondensator: E = d im Abstand von einer Funktladung: E= Ир Berechnung der Geschwindigkeit vend der Elektronen nach passieren der Anode: 1. Elektrisches Feld: E = Ив व 2. Kraft in diesem E- Feld: F=E·e => F= UB e 3. Durch diese Kratt verrichtete Arbeit: W=Fis 4. Arbeit ist gleich Kinetische Energie: Evin = 2.m.v² 5. Nach umstellen ergibt sich: Vend = √√2. — M · UB' . Berechnung der Ablenkung y des Elektronenstranis im Platten kondensator: 1. Bewegung in x-Richtung: V(tlx = Vo; X(t) Voit (gleichförmige Bewegung) Bewegung in y- Richtung:...

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v(tly = a + ; y(t) = = =1/12 9.1² X 2. Nach + anflösen: Vo => + E.e m Ир.е 2 d.m Ир .e .m (1) ²0 Y 2.1. UB und einsetzen: Y m = ^ k. (d= Plattenabstand) = F·d=> W= A 1. m.v² = Иве 2 0₁:02 (n=47T²DET ; &r=1) फाछेछ Ир. е d ·m फतहेव्हा पर UB.e.et (beschleunigte Bewegung) =W= UB e x².m 2.C.UB 21 Bewegung von Elektronen im B- Feld Magnetische Flussdichte B: [B] = T (Tesla) → allgemein: B= F I Loventzhratt F₁: F₁ = e.V. B Ham holtzspulen: Magnetfeld BO Ekkivonenstrah Ⓡ Ekktronen- kanone Spannung zuv Erzeugung eines Magnetfelds Helmholtz- spulen Bestimmung der spezifischen Ladung des Elentrons: 1. Lorentzkraft = Zentripetalkraft: F₂ F₂ => e.V. B ។ 2. Ersetzen von V: V = √2. m. UB 3. Vereinfachen (quadvieven): ez. B² м.г. Ив 4. Nach anflösen: e. B² = v² (Auftriebsuratt durch Luftreibungs Oltropchen (Gewichtskratt) Bestimmung der Elementariadung: Plattenhondensator 31 Aufgabe zum Millikan versuch → Auswertung des Experiments 3. Auflösen nach e: gl e Es werden zwei gleiche Spulen mit dem Radius R im gleichen Abstand R aufgestellt. Fließt nun der Strom aurch beide Spulen in die gleiche Richtung, entsteht zwischen den spulen ein homogenes Magnetfeld. Auf den Elektronenstrani wirkt jetzt in diesem Magnetfeld die Loventzkratt. Die Lorentzhratt wirkt immer senkrecht zur Bewegungsrichtung der Elektronen und somit immer zum Mittelpunkt der Kreisbahn. Deshalb entspricht die Lorentzkraft hier der zentripetall vatt. 1. Definieren der wirenden Kräfte: FG = m. g . 4 3 IT. √3 Si 3 8.1. N spule: B = Mo √125 · R Beim Millikan versuch werden feine Olvöpfchen in einen Platten hondensator gesprüht. Auf diese Tröpfchen wirkt die Gewichtskraft, die Auftriebskvatt durch Luftveibung, zusammengefasst ist das die reduzierte Gewichtskratt, und die elektrische kratt. Aus den entstehenden Kräftegleichgewichten lässt sich die Ladung des Elektrons bestimmen. g m². 2.. UB r2 1: B².m = 9 e. B = m. Fel ८. व m. (Elchtvische Kraft) FG (FG-FA) Credvizierte Gewichtskraft) 7/201 Vz S m = FA= SLUH ·V·g Ersetzen von V: Volumen aner Kingel: V = 1/TT-V³ FG = FG-FA Dichten subtrahieven: Sõi - S Luft - Si Fel ८. व 2. Reduzierte Gewichtskraft - Elektrische Kraft FGI = Fel = 1 gl. = 17. 1: Ersetzen von m: Dichte: => m=s. V=> FG = Soi. V. g Ersetzen von V: Volumen einer Vingel: V = 1 / TT-V3 => FG = Soi = π.13. .g => FA = | LUCHT. 1.1³.g. -UB m (N= Anzahl der Windungen, R= Radius & Abstandl гив r² B² ⇒) FG₁ = 1.1/2 #T. V 3 И g=c. 4/1 d

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So ein schöner Lernzettel 😍😍 super nützlich und hilfreich!

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