6. Bewegung geladener Teilchen in homogenen Feldern. 6.1 Bewegung eines Elektrons im homogenen Längsfeld

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1 6. Bwgung ganr Tichn in hoognn Frn 6. Bwgung ins Ektrons i hoognn ängsf - F - E - Ein fris Ektron bfint sich an r ngatin Patt ins Konnsators. Durch i Fkraft F rfährt as Ektron wgn sinr ngatin aung in Bschunigung para zu inr Fini in Richtung zur positin Patt. F Q E F a a Q E Q Bschunigung ins Ektrons i ktrischn ängsf a ( bzichnt an as spzifisch aung s Ektrons,7588 Ckg - ) Kintisch Enrgi ins ursprüngich ruhnn Ektrons nach Durchaufn r Spannung W Q E it E W E kin. ² ² Q

2 Für as Ektron: ² ( gbräuchich Einhit für : V (Ektronnot),6-9 J ) Gschwinigkit ins ursprüngich ruhnn Ektrons nach Durchaufn r Spannung Q bzw. bi Ektron: Sit 39. Ggbn: 9, 3 kg Q,6 9 C E E kin 6,7 9 J Gsucht:,? 3 E 6,7 E kin Q 9 Q,6, V E kin E E 6,7 3 9, 9,9 6 s -. a) Bgrünung on (Bschunigung) Bgrünung on (Abbrsung)

3 b) Di For ntspricht Fa nach untn. Di For ntspricht Wurf nach obn. 6. Bwgung ins Ektrons i hoognn Qurf Historisch Anrkung: Zur Entwickung r Ektronnstrahröhr / Braun schn Röhr: Kar Frinan Braun, in utschr Phsikr, gborn 85 in Fua un gstorbn 98, urch i Fogn ins nfas in Nw York. Er ntwickt 897 i Ektronnstrahröhr / Braun sch Röhr, i on großr Butung für i Entwickung r Msstchnik (Oszioskop), s Runfunks un s Frnshns war. Witr Entckungn Kar Frinan Brauns warn r Gichrichtrffkt bi Habitrn un r gkoppt Snr in r rahtosn Tgrafi, für n r 99 ginsa it itainischn Ingniur Marconi n Nobpris rhit. Vrsuch: Ektronnstrahröhr Abnkungskonnsatorspannungsqu Bschunigungskonnsatorspannungsqu Auf is Bi kann an i Abnkung r Ektronn rknnn. Di Bahn ist nach obn hin abgnkt. Man kann araus schißn, ass obn r Puspo un untn r Minuspo sin uss.

4 Gnaur Btrachtung s Vrsuchs: Von r Gühkatho wrn Ektronn ittirt (ausgsant), i urch i Spannung zwischn Katho K un Ano A auf i Gschwinigkit bschunigt wrn. Nach si i urchbohrt Ano urchqurt habn, gangn i Ektronn zunächst in inn ffrin Rau, ann trtn si it r Gschwinigkit in as F s Abnkkonnsators in. Durch as ktrisch F i Abnkkonnsator wrn i Ektronn in in bstit Richtung, nach untn or nach obn, bschunigt. Di Richtung r Abnkung hängt on r anggbnn Poung ab. In obrn Bi wrn i Ektronn nach untn bschunigt, zur Sit s Puspos hin, a Ektronn on Puspo angzogn wrn. Di Abnkung r Ektronn ässt sich auf in uchtschir sichtbar achn. Brchnungn: I Abnkkonnsator: F Q E Q (hir: Q ) F Q a Bwgungsgichungn i Abnkkonnsator: (Bwgungsgichungn sin Gichungn, i n Ort un i Gschwinigkit ins Körprs in Abhängigkit on r Zit t anggbn.) in -Richtung: t in -Richtung: a t a t

5 Di Gichung r Ektronnbahn rgibt sich, wnn an in Abhängigkit on arstt. Aus n Gichungn t un a t uss aso i Zit iinirt wrn: t t Einstzn in () : () a Gichung r Ektronnbahn i Abnkkonnsator (Bahngichung): () a Es ist in Parabbahn. Q Daraus fogt: Hritung on : Q ( ntspricht hir r äng ) Q Gichung bi Vrassn s Abnkkonnsators: ( ) ( ) Di Abnkung hängt ab on: - Vrhätnis r Spannungn un - n gotrischn Abssungn s Abnkkonnsators Hängt nicht ab on: - Ektronnaung - Ektronnass Abnkung auf uchtschir: it

6 it un a t un Sit. Ggbn : 8 V Gsucht: V ,8. Ggbn : 5, c Gsucht : bi r Ektronn n 7,5 c Abnkkonnsator nicht hr rassn 3 V könnn it

7 ,V, kv 3. uss noch bkannt sin. a t a F Q bkot an, urch i Bschunigung a i Zit. i Bschunigung ausrchnn zu könnn braucht an i Zit t (z.b. aus r zurückggtn Strck in -Richtung un r Gschwinigkit ), i aung Q, i Mass, i Spannung a Abnkkonnsator un n Abstan r bin Pattn a Abnkkonnsator.