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Musteraufgabe Grundkurs Physik - Bewegung geladene... http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph12/muster... Anordnung nach Bainbridge - Lösung Auszug aus GK-Abitur Bayern 2000-1-2 a) Im Kondensator wirkt das magnetische Feld B lotrecht zur Zeichenebene und das elektrische Feld parallel zur Zeichenebene. Damit die Teilchen nicht abgelenkt werden, müssen elektrische Kraft Fe und Lorentzkraft Fl gleichen Betrag aber entgegengesetzte Richtung haben. Aus der Ablenkung des Protonenstrahls rechts von der Blende L3 kann man mit Hilfe der Drei-Finger-Regel der rechten Hand auf die Magnetfeldrichtung schließen: Nur wenn das B-Feld aus der Zeichenebene herausgerichtet ist, kommt es unmittelbar nach der Blende L3 zu einer Ablenkung nach unten. Somit muss im Kondensator durch das elektrische Feld eine Kraft nach oben bewirkt werden, d.h. die unter Platte des Kondensators muss positiv geladen sein. Aus dem gleichen Betrag von Lorentzkraft und elektrischer Kraft im Kondensator folgt: Nur diejenigen Protonen, welche die durch die Feldgrößen eindeutig bestimmte Geschwindigkeit besitzen, verlassen den Kondensator unabgelenkt. b) Mit der in Teilaufgabe a) hergeleiteten Beziehung lässt sich E berechnen: Nach der Blende L3 wirkt nur noch die Lorentzkraft, sie stellt die für die Kreisbahn erforderliche Zentripetalkraft dar: 1 von 2 10.11.2009 18:01 Musteraufgabe Grundkurs Physik - Bewegung geladene... http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph12/muster... Damit treffen die Elektronen im Abstand des doppelten Radius 14,34 cm unterhalb des Austrittslochs auf. c) Für die Beantwortung ist es günstig, in der Formel für den Radius die Geschwindigkeit v durch die in Teilaufgabe a) gefundene Formel zu ersetzen: d: Plattenabstand Verkleinert man die Kondensatorspannung, so verkleinert sich die elektrische Feldstärke und somit auch die elektrische Kraft. Es gelangen also nur noch Teilchen unabgelenkt durch den Kondensator, auf die eine kleinere Lorentzkraft wirkt. Dies ist bei langsameren Teilchen der Fall. Diese langsameren Teilchen werden nach dem Kondensator auf einer Kreisbahn mit kleinerem Radius geführt: r ~ U. zur Aufgabe 2 von 2 zur Aufgabenübersicht 10.11.2009 18:01
