Protokoll von Montag, den 31.08.2015

Protokoll von Montag, den 31.08.2015
Quantelung der Ladung: Die elektrische Ladung ist gequantelt, das heißt die Ladung tritt
immer als ein Vielfaches der Elementarladung e (e = 1,602x10-19C) auf.
 Einschub: Quark-Zusammensetzung
Proton: up up down = 2/3e +2/3e -1/3e= 1e -> 1 Proton hat die Ladung 1e.
Neutron: up down down = 2/3e -1/3e -1/3e= 0e -> 1 Neutron hat keine
Ladung.
! Das Elektron besteht nicht aus Quarks. Es ist die kleinste bekannte Ladung.
Plattenkondensator: Ein Plattenkondensator besteht aus zwei sich gegenüberstehenden
Metallplatten, den Elektroden. Werden diese elektrisch aufgeladen, so entsteht ein nahezu
homogenes elektrisches Feld, also ein elektrisches Feld mit konstanter Feldstärke und gleich
gerichteten Feldlinien. Lädt man eine ungeladene Metallkugel an einer der Elektroden auf
und lässt sie durch einen Faden zwischen den beiden Platten hängen, so kann man
beobachten, dass sich die Kugel in die gegengeladene Richtung ausrichtet. An der
konstanten Ausrichtung in jedem Punkt des Feldes erkennt man, dass es sich bei einem
Plattenkondensator um ein homogenes elektrisches Feld handelt.
Feldstärke: Um die elektrische Feldstärke Fel mathematisch zu bestimmen, hilft oftmals eine
graphische Darstellung.
Bsp.: Berechnung der Feldstärke Fel einer Kugel im elektrischen Feld eines
Plattenkondensators.
1.) Bestimmung des Winkel α (α gibt den Grad der Auslenkung der geladenen Kugel im
Plattenkondensator an) mithilfe der Sinus-Funktion.
Wiederholung: Sinus, Cosinus und Tangens
2.) Kräfteparallelogramm zeichnen.
Die Resultierende Kraft Fres besteht
aus der elektrischen Feldstärke Fel
und der Gewichtskraft FG.
3.) Da die Masse der Kugel gegeben ist, kann man zunächst die Gewichtskraft FG
bestimmen. Wichtig dabei ist es, in SI-Einheiten zu rechnen.
4.) Mit der Tangens-Funktion wird nun die elektrische Feldstärke bestimmt.