Physik Hausaufgaben Problem Ablenkung Elektron

[DevilX]

Hallo ich versuche gerade meine Freundin bei ihren Physik Hausaufgaben zu unterstützen..
Und bin Mir etwas unsicher ob ich das alles richtig gemacht habe und würde mich freuen wen jemand der etwas mehr im Thema ist da mal kurz draufschaut.

Aufgabe:
Ein Elektron verlässt die Glühkathode und wird in
Richtung Anode gleichmäßig beschleunigt. Durch
ein Loch in der Anode tritt des Elektron in ein
homogenes elektrischen Feld ein, das senkrecht zur
Bewegungsrichtung steht (s. Skizze).
a)
Beschreiben und begründen Sie die
Bewegung des Elektrons!
b)
Mit welcher Geschwindigkeit tritt das
Elektron durch die Anode hindurch?
c)
Prüfen Sie, ob das Elektron das elektrische Querfeld verlässt oder auf eine der Platten
trifft

Rechnung siehe Link (http://www.plexmod.de/devilx/File0046.pdf)

[nordic_pegasus]

Deine Geschwindigkeit ist sehr hoch, spontan fällt mir auf, dass Du die Stoke'sche Reibung vergessen hast einzubeziehen, welche gegen die Beschleunigung wirkt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Stokessche_Gleichung

[kiX]

Hallo ich versuche gerade meine Freundin bei ihren Physik Hausaufgaben zu unterstützen..
Und bin Mir etwas unsicher ob ich das alles richtig gemacht habe und würde mich freuen wen jemand der etwas mehr im Thema ist da mal kurz draufschaut.

Aufgabe:
Ein Elektron verlässt die Glühkathode und wird in
Richtung Anode gleichmäßig beschleunigt. Durch
ein Loch in der Anode tritt des Elektron in ein
homogenes elektrischen Feld ein, das senkrecht zur
Bewegungsrichtung steht (s. Skizze).
a)
Beschreiben und begründen Sie die
Bewegung des Elektrons!
b)
Mit welcher Geschwindigkeit tritt das
Elektron durch die Anode hindurch?
c)
Prüfen Sie, ob das Elektron das elektrische Querfeld verlässt oder auf eine der Platten
trifft

Rechnung siehe Link (http://www.plexmod.de/devilx/File0046.pdf)

a) es fehlt noch die Ablenkung im E-Feld (Rechte-Hand-Regel).
b) richtig
c) da du Werte einführst, die du vorher nicht definiert hast (l, s, d), kann ich damit nicht viel anfangen.


edit:
Deine Geschwindigkeit ist sehr hoch, spontan fällt mir auf, dass Du die Stoke'sche Reibung vergessen hast einzubeziehen, welche gegen die Beschleunigung wirkt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Stokessche_Gleichung
Ach komm, das sind Hausaufgaben. Da befindest du dich im Vakuum und betrachtest das ganze nicht-relativistisch.
Dann gilt nunmal 1/2 * m * v² = e * U.

[DevilX]

Die Reibung kommt nicht mit Rein ist halt Schulphysik..

zu a)
OK dann nehme ich das mal noch mit rein..

zu c)
Ich versuche mal noch Infos zu bekommen mein Problem war Ansich das Gleiche der Physik Lehrer knallt denen die Formeln irgendwie einfach nur vor die Füsse.

[DevilX]

l ist die wohl länge der Platten.
d der Plattenabstand.
Das scheint mir recht einleutend.

wegen s habe gerade nochmal nachgedacht das wird wohl nicht d/2 sein sondern l was meint ihr?

[DevilX]

Ich hab mich mal an der Herleitung der Formel probiert.. ich hoffe das Hilft um mir helfen zu können.

http://www.plexmod.de/devilx/herl.jpg

[Crop Circle]

Deine Geschwindigkeit ist sehr hoch, spontan fällt mir auf, dass Du die Stoke'sche Reibung vergessen hast einzubeziehen, welche gegen die Beschleunigung wirkt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Stokessche_Gleichung
Bei der Bewegung von Elektronen? :|

[DevilX]

Ich glaube ich habe es hinbekommen..
Mir reicht es jetzt auch genug für heute ;-)

[Hellfire-Torrod]

Obwohl ehemals Physik LK, verstehe ich das ganze bis heute nicht. Ich werde diesen Thread mal im Auge behalten. Vergangenheitsbewältigung und so :)

[DevilX]

Also so mal zur Info:
Ich habe die Formel selber hergeleitet und dann auch verstanden..
Es gibt 2 Bereiche die Ablenkung im Kondensator und der gerade Weiterflug hinter dem Kondensator..
s= Strecke hinter dem Kondensator
l= die Strecke wo abgelenkt wird (also im Kondensator)
d= Plattenabstand

Da für die Aufgabenstellung nur die Strecke im Kondensator interessant war, habe ich s=0 gesetzt..
Dann den Mist ausgerechnet und gut..

Dadurch das ich bei den Grundformeln angefangen habe hab ichs glaube ich nun verstanden.

[tetra]

Habe mir deine Rechnungen nur teilweise angesehen... :)

Also ich würde ja sagen (im Kondensator):

zwei Formeln für das dort herrschende elektrische Feld:

E=F/Q (E=Feldstärke, F=Kraft auf den Körper mit der -> Q=Ladung=in diesem Falle e)
und
E=U/s (U=Spannung im Feld, s=Plattenabstand)

Dazu nehmen wir noch die Formel F=m*a

Dann etwas umstellen:

F/Q=U/s
F=U*Q/s
-> F ausrechnen

a=F/m
-> a ausrechnen (ja ich bin ein Freund von Zwischenergebnissen und stelle ungern bis zur Endformel um ;))

Die erhaltene Beschleunigung haust du dann in " s=a/2*t² ", wobei du dir die Durchflugzeit t durch den Kondensator herleiten kannst, wenn du die Endgeschwindigkeit der Beschleunigung hast (und das ist ja hier der Fall). Somit kommt dann eine vertikale Ablenkung s raus und du kannst schauen, ob sie größer oder kleiner als das lichte Maß zwischen den Kondensatorplatten ist (und weißt somit, ob das Elektron die Platten trifft).

[DevilX]

jo so passt das ganz gut so in etwa bin ich am Ende auch vorgegangen.

[Zool]

[QUOTE=kiX;6901273]a) es fehlt noch die Ablenkung im E-Feld (Rechte-Hand-Regel).

Wofür braucht man da bitte eine rechte-Hand-Regel? Der Vektor der elektrische Kraft F=qE hat die bis auf das Vorzeichen von q die gleiche Richtung wie das E-Feld. Die entsprechende Richtung von Elektronen (Ladung q=-e0) im E-Feld ist ja wohl klar.

Eine Hand-Regel braucht man höchstens bei Kreuzprodukten von Vektoren wie bei bewegten Ladungsträgern im magnetischen Feld (Lorentzkraft).

Zu diesem Thema gibt auch so typische 0815-Aufgaben der Elektrodynamik wie die Klassiker der Ermittelung des Radius von beschleunigten Elektronen im B-Feld bzw. die die e/m-Bestimmung.



Richtig interessant wird die Physik erst bei relativistischen oder quantenmechanischen Effekten. Standardfrage da: Welche de-Broglie-Wellenlänge haben Elektronen nach Beschleunigung durch durch Anode der Spannung x.

[kiX]

Wofür braucht man da bitte eine rechte-Hand-Regel? Der Vektor der elektrische Kraft F=qE hat die bis auf das Vorzeichen von q die gleiche Richtung wie das E-Feld. Die entsprechende Richtung von Elektronen (Ladung q=-e0) im E-Feld ist ja wohl klar.

Jop, stimmt.

[Marmicon]

Von einem Turm der Höhe h= 80m wird ein Körper mit v= 30m/s unter einem Neigungswinkel Phi = 60° zur Horizontalen nach oben geworfen. Gleichzeitig fällt ein weiterer Körper nach unten.

Wie groß ist die Zeitdifferenz, mit der man die Aufschläge an der Abwurfstelle hört?
-------------------------------------------

Kannd das mal jemand von euch kurz berechnen und ein Endergebnis ansagen? (falls spärliches Physikwissen noch vorhanden *g*)
Ich hab eins raus, das stimmt aber nicht ganz mit der Lösungssammlung überein, obwohl ich mir recht sicher bin, dass mein Lösungsweg richtig ist.
Schon mal Danke im Voraus ;):biggrin:

[kiX]

Von einem Turm der Höhe h= 80m wird ein Körper mit v= 30m/s unter einem Neigungswinkel Phi = 60° zur Horizontalen nach oben geworfen. Gleichzeitig fällt ein weiterer Körper nach unten.

Wie groß ist die Zeitdifferenz, mit der man die Aufschläge an der Abwurfstelle hört?
-------------------------------------------

Kannd das mal jemand von euch kurz berechnen und ein Endergebnis ansagen? (falls spärliches Physikwissen noch vorhanden *g*)
Ich hab eins raus, das stimmt aber nicht ganz mit der Lösungssammlung überein, obwohl ich mir recht sicher bin, dass mein Lösungsweg richtig ist.
Schon mal Danke im Voraus ;):biggrin:
1. Schiefer Wurf (http://de.wikipedia.org/wiki/Schiefer_Wurf#Wurfdauer) Da steht auch eine fertige Formel für die Wurfdauer.
2. s(t)=g*t²/2 , s und g einsetzen, dann hast du die reine Falldauer.

[Marmicon]

1. Schiefer Wurf (http://de.wikipedia.org/wiki/Schiefer_Wurf#Wurfdauer) Da steht auch eine fertige Formel für die Wurfdauer.
2. s(t)=g*t²/2 , s und g einsetzen, dann hast du die reine Falldauer.

Die Formeln hab ich mir bereits hergeleitet, zwar etwas anders als bei wki, aber es scheint zu stimmen... ich brauch nur einmal das Endergebnis von jemandem bestätigt, um sicherzugehen, dass das Ergebnis in der Lösungssammlung falsch ist ;)

[kiX]

1. Zeit bis zum Aufschlag des geworfenen Körpers nach der Wiki-Formel: t1=7,48s
2. Zeit bis zum Aufschlag des fallengelassenen Körpers: t2=4,04s
3. Differenz: delta t=t1-t2=3,44s

[Marmicon]

1. Zeit bis zum Aufschlag des geworfenen Körpers nach der Wiki-Formel: t1=7,48s
2. Zeit bis zum Aufschlag des fallengelassenen Körpers: t2=4,04s
3. Differenz: delta t=t1-t2=3,44s

Großen Dank! Hab ich auch raus :)
In der Lösungssammlung ist delta t=3,61s :| (Die haben wohl anders gerundet? oO)

[kiX]

Großen Dank! Hab ich auch raus :)
In der Lösungssammlung ist delta t=3,61s :| (Die haben wohl anders gerundet? oO)
eventuell (edit: haben die) g=10 m/s² gesetzt?
ich hab mit 9.81 gerechnet.

[Marmicon]

ich hab mit 9.81 gerechnet.

Ich auch.. insofern ist mir das jetzt egal. Scheint ja richtig zu sein :biggrin:

[pt3]

Großen Dank! Hab ich auch raus :)
In der Lösungssammlung ist delta t=3,61s :| (Die haben wohl anders gerundet? oO)

Hast du bedacht, dass der geworfene Körper, wenn er bei 80m Höhe wieder ankommt, schon eine Geschwindigkeit >0m/s hat? (Hab keine Lust nachzurechnen)

[MatzeG]

Hast du bedacht, dass der geworfene Körper, wenn er bei 80m Höhe wieder ankommt, schon eine Geschwindigkeit >0m/s hat? (Hab keine Lust nachzurechnen)

Ja, hat er bedacht! Ich hab probegerechnet und bekomme das selbe raus.

[Pinoccio]

Hast du bedacht, dass der geworfene Körper, wenn er bei 80m Höhe wieder ankommt, schon eine Geschwindigkeit >0m/s hat? (Hab keine Lust nachzurechnen)Das spielt für die Aufgabenstellung überhaupt keine Rolle.

mfg

[nomadhunter]

Richtig interessant wird die Physik erst bei relativistischen oder quantenmechanischen Effekten. Standardfrage da: Welche de-Broglie-Wellenlänge haben Elektronen nach Beschleunigung durch durch Anode der Spannung x.
Was im Endeffekt auch zur Routine wird, wenn man eine Zeit lang geübt hat, wie man mit den passenden Formeln (E-E0=eU; E²-E0²=p²c²; p=hc/λ) jonglieren muss.