Vorlesung 10

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Einführung in die Physik II
für Studierende der Naturwissenschaften
und Zahnheilkunde
Sommersemester 2007
VL #10 am 08.05.2007
Vladimir Dyakonov
Frage des Tages mit Lösung
Kupfermünze hat die Masse 0.003 kg
Atomzahl Z=29
Relative Atommasse von Kupfer ist 63.5g/Mol
--------------------------------------Gesamtladung aller Elektronen in der Münze?
Lösung:
Zuerst die Anzahl N der Atome in 3g Kupfer?
1 Mol einer Substanz enthält 6.023 x 1023 Atome, deshalb
N=(3g/63.5g/Mol)(6.023 × 1023Atome/Mol)= 2.84 x 1022 Atome
Z=29 Elektronen/Atom, daher Q=Z×N×e=-1.32×105 C
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Wo spielen freie Ladungen im
elektrischen Feld eine Rolle?
•Aufgeladener Staub/Wassertröpfchen in Luft
• Elektrofilter
• Tintenstrahldrucker
•Elektronen im Vakuum
• Elektronenmikroskop
• Braunsche Röhre im Oszilloskop
Spezielle Felder (Korona Effekt)
Bei Anwesenheit von Luftmolekülen (Farbtröpfchen) werden e− an diese
angelagert :geladene Teilchen fliegen entlang der Feldlinien davon und
treffen z.B. auf zu lackierende Oberflächen (auch von hinten)
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Rauchgasentstaubung
emittierte Elektronen aus Spitze bzw. Sprühelektrode lagern sich an Staubteilchen
an, diese prallen auf Niederschlagselektroden und fallen nach unten
Wo spielen freie Ladungen im
elektrischen Feld eine Rolle?
•Aufgeladener Staub/Wassertröpfchen in Luft
• Elektrofilter
• Tintenstrahldrucker
•Elektronen im Vakuum
• Elektronenmikroskop
• Braunsche Röhre im Oszilloskop
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Freie Ladungen im elektrischen Feld
Was passiert mit einem Elektron in einer Vakuumröhre?
Anode
Kathode
Elektron
-
U
+
Elektron wird zur Anode hin beschleunigt
Wie groß ist die Energie des Elektrons beim Auftreffen
auf die Anode, wenn es aus der Kathode kommt?
Energie nach Durchlaufen einer
Potenzialdifferenz
gegeben: Potenzialdifferenz U
gesucht: Wkin an Anode
U
U Elektrodenspannung; d Elektrodenabstand
d
Fel = q E = e E
E=
Nach Durchlauf der Potenzialdifferenz U
hat ein Elektron die kinetische Energie
Wkin = e U gewonnen
Verwendete Einheit der Energie: Elektronenvolt eV
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Braunsche Röhre
Karl Ferdinand Braun.
war 1872-1874 in Würzburg
Mit Hilfe einer Braunschen Röhre (*1897) kann man schnell
wechselnde Spannungen bzw. Ströme erkennbar machen. Sie ist das
wesentliche Bauteil im Fernseher und auch im Oszilloskop.
Braunsche Röhre
Elektronenstrahl wird durch Querfeld abgelenkt
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Wie hängt die Ablenkung mit der
angelegten Spannung U zusammen?
Elektron kommt mit Geschwindigkeit vo in E-Feld
Kraft durch E-Feld normal zu Bewegung -> Ablenkung
An welcher Stelle y2 trifft Elektron am Schirm auf?
Y2 direkt prop. zu U
Kraft auf freie Ladungen mit
Braunscher Röhre
Je nachdem welche
Ablenkplatte positives
Potential erhält, wird der
Elektronenstrahl nach
oben oder unten
abgelenkt.
6
Oszilloskop
Oszilloskop
7
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