D3.9.4.4.b

D 3.9.4.4.b
Elektrische Leitungsvorgänge
Leitungsvorgänge im Vakuum
Ablenkung von Elektronenstrahlen im magnetischen Feld
Demonstrationsversuche Physik
Sekundarstufe 1
Perrin-Röhre und Helmholtz-Spulenpaar
Versuchsziel
1. Untersuchung der Ablenkung von Elektronenstrahlen im magnetischen Feld zweier Helmholtz-Spulen
Aufbau
- Die Magnetnadel unter der Perrin-Röhre in das Feld der
Helmholtz-Spulen bringen und Richtung des Magnetfeldes
bestimmen.
- Spannung
am Netzgerät DC umpolen und Versuch
wiederholen.
Beobachtung
Sicherheitshinweise:
Die Perrin-Röhre kann durch fehlerhaften Anschluss und
durch zu hohe Spannungen und Ströme zerstört werden.
Die Angaben zum Anschluss und zu den technischen Daten in
der Gebrauchsanweisung 555 622 sind zu beachten.
Geräte
1 Perrin-Röhre........................................................555 622
1 Röhrenständer.....................................................555 600
1 Helmholtz-Spulenpaar .........................................555 604
1 Hochspannungs-Netzgerät 10 kV........................521 70
1 DC Netzgerät 0...16 V, 5A ...................................521 545
1 Magnetnadel........................................................513 11
1 Fuß mit Lagerspitze.............................................513 51
2 Sicherheits-Experimentierkabel ...........................500 641
2 Sicherheits-Experimentierkabel ...........................500 642
2 Sicherheits-Experimentierkabel ...........................500 644
3 Sicherheits-Experimentierkabel ...........................500 611
1 Sicherheits-Experimentierkabel ...........................500 612
Richtung des magnetischen
Feldes
Richtung der Ablenkung des
Elektronenstrahles
←
↑
→
↓
Wird der Strom erhöht, der die Helmhotz-Spulen durchfließt,
vergrößert sich die Ablenkung des Elektronenstrahles.
Ändert der Strom durch Umpolen seine Richtung, ändert sich
die Richtung des Magnetfeldes zwischen den Helmholtz-Spulen und die Richtung der Auslenkung des Elektronenstrahles.
Auswertung
Bewegen sich Elektronen senkrecht zu einem magnetischen
Feld, wirkt auf die Elektronen eine Kraft, die als Lorentzkraft
bezeichnet wird.
Die Wirkung der Lorentzkraft ist an der Ablenkung des Elektronenstrahles aus dem Mittelpunkt des Leuchtschirmes zu erkennen.
Die Richtung der Lorentzkraft ist von der Richtung des
magnetischen Feldes abhängig.
Der Betrag der Lorentzkraft ist von der Stärke des
magnetischen Feldes abhängig.
Durchführung
Hinweis:
Die Richtung des magnetischen Feldes zwischen dem Helmholtz-Spulenpaar kann mit der Magnetnadel bestimmt werden.
Bringt man die Magnetnadel in das Feld der Helmholtz-Spulen, zeigen das Feld in Richtung des blau gekennzeichneten
Poles der Nadel.
- Hochspannungsnetzgerät einschalten und die Anoden-
KR 209
spannung erhöhen, bis der Leuchtfleck des Elektronenstrahles auf dem Schirm der Perrin-Röhre sichtbar wird.
- Netzgerät DC zur Versorgung des Helholtz-Spulenpaares
einschalten und Spannung auf einen mittleren Wert
einstellen.
- Stromstärke
langsam erhöhen und Auslenkung des
Leuchtfleckes auf dem Schirm der Röhre beobachten.
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