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Die spezifische Ladung des Elektrons- Physik

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Physics

University, School

ESZM SHA

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14 NP, Frau Christ, 2016

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Text by Marlies O. ©
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PHYSIK LK 12 Protokoll Bestimmung der spezifischen Ladung e/m des Elektrons Einleitung: Versuch zur Bestimmung von e/m mit dem Fadenstrahlrohr­. Was ist überhaupt ein Fadenstrahlrohr­? Ein Fadenstrahlrohr ist ein mit leuchtfähigem Gas (Neon) gefüllter Glaskolben, der eine Elektronenkanon­e beinhaltet, welche im Wesentlichen aus einer Heizspirale, einer Kathode, einer Lochanode und einem Wehneltzylinder besteht. Dieses Fadenstrahlrohr liegt bei unserem Versuch zwischen zwei Helmholtzspulen­, deren Radius und Abstand…

Physik Thanh Mai

Frau Christ KS 1 2015/2016 ha

Die spezifische Ladung des Elektrons


Definition

Die spezifische Ladung ist das Verhältnis der Ladung zur Masse eines Teilchens. Allgemein gilt:

Für Elektronen ist q= e:=


Bestimmung der spezifischen Ladung mit dem Fadenstrahlrohr

Mithilfe eines sogenannten Fadenstrahlrohres kann man die spezifische Ladungbestimmen. Ein Fadenstrahlrohr enthält eine kugelförmige, evakuierte Röhre mit einem Füllgas, zB Argon/Wasserstoffgas, einer Glühkathode und einer Anode. Um diesen Versuch durchzuführen zu können, braucht man dazu noch ein Helmholtzspulenpaar.


Durchführung

Die Elektronen werden mit Hilfe einer Glühkathode erzeugt und beschleunigen daraufhin mit der Spannung UB in Richtung der Anode. Durch das Gas stoßen die Elektronen auf die Argonatome und die Atome werden wie bei einer Glimmlampe zum Leuchten angeregt. Man erkennt einen geradlinig, verlaufenden, blauen leuchtenden Strahl.

Dies geschieht, wenn kein homogenes Feld vorhanden ist.


Abb. 1 : leuchtender Elektronenstrahl

Schaltet man die Helmholtzspulen ein, so befinden sich die freigesetzten Elektronen als bewegte Ladungen in einem Magnetfeld. Dadurch wirkt hier die Lorentzkraft FL , denn die geladenen Teilchen fallen senkrecht zu den Feldlinien und deshalb werden sie auf eine Kreisbahn gelenkt. (Abb.1)

Lorentzkraft: FL =FL≜ Lorentzkraft N

e ≜ Ladung C

v ≜ Geschwindigkeit

B ≜ magnetische

Flussdichte

Da die Teilchen sich nun auf einer Kreisbahn bewegen, wirkt eine Zentripetal - bzw. Radialkraft. Die Zentripetalkraft FZ zeigt bei einer gleichförmigen Kreisbewegung eines Körpers imme.....[read full text]

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Das bedeutet, dass die Lorentzkraft FL so entsprechend ist:


FL =

Setzt man nun überall ein, ergibt sich:

Stellt man es auf r um:

Die Zeit t für einen Kreislauf des Elektrons ist dann setzt man r ein

Für diesen Versuch braucht man als nicht den Radius. Da die Elektronen sich unbeeinflusst bewegen können, da die wirkende Lorentzkraft = 0 ist , bewegen sich in diesem Fall die Elektronen geradlinig gleichförmig weiter und legen die Strecke

zurück.

Mit der Gleichung, ergibt sich für die Strecke s die folgende Gleichung:

Legt man eine relativ geringe Ablenkungsspannung, so ist ß klein genug und es ist.

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