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MLdUefdKPh2Std
Aufgabe 29 b) Fortsetzung
Die elektrische Feldstärke ist definiert durch E =
F
q
. q ist hier die Elementarladung e, für
die elektrische Kraft gilt hier F = m  a.
E=
F
e

ma
e
 1,14 104
V
m
Da die Elektronen nach oben abgelenkt werden, ist die obere Platte positiv, die untere
negativ geladen. Das Feld muss also von oben nach unten verlaufen.
Nach 2,5  10-9 s: x = 5 cm, y = 0,625 cm.
Im Punkt R: vx = v0 = 2  107 m , vy = a  t = 1  107 m .
s
s
Außerhalb des elektrischen Feldes sind vx und vy konstant. Die Zeit bis zum Auftreffen auf
dem Schirm beträgt t1 =
 5 109 s . In y-Richtung wird in dieser Zeit die Strecke
0,1m
m
210
 7
s
y1 = 0,05 m zurückgelegt. PS = 0,05 m + 0,025 m = 0,075 m.
Aufgabe 25
t=
0,08m
m
410
 6
s
 2 108 s . a =
F
m
 E
e
m
Uy e

d m
 1,05 1014
m
s2
v x 2  v y 2  4,52 106
m
s

y = 0,5at2 = 2,1 cm. T(0 cm|2,1 cm)
vx = v0, vy = at = 2,1  106 m ; v =
s
Ist der Winkel gegenüber der Richtung von vx, dann gilt tan =
v
v
y
= 0,525,  = 27,7°.
x
 = 90° -  = 62,3°
Aufgabe 1
Anordnung zur Erzeugung eines Elektronenstrahls siehe Lösung von Aufgabe 29 auf dem
Aufgabenblatt
1 eV ist die Energie, die ein Elektron erhält, dass durch eine Spannung von 1 V
beschleunigt wurde. 1 eV = 1,6  10-19 J.
Haben die Elektronen die Energie 285 eV, dann beträgt die Beschleunigungsspannung
U = 285 V.
1
mv 0 2 , v0 = 2eU
2
m
l
0,1m
 7 m  1108 s ,
v0 110

s
eU =
t=
= 1  107 m .
s
a=
F
m
 E
e
m

U e

d m
 5 1014
m
s2
.
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Tabelle zur Flugbahn der Elektronen:
t / 10-9 s
x / cm
y / cm
0
0
0
2
2
0,1
4
4
0,4
6
6
0,9
8
8
1,6
10
10
2,5
Aufgabe 22
Auf das Kügelchen wirken drei Kräfte, die Gewichtskraft FG senkrecht nach unten, die
elektrische Kraft Fel in horizontaler Richtung nach rechts und die Kraft in Richtung des
Fadens, die die Summe aus FG und Fel ausgleicht.
F
sin = s , tan = el
l

FG
Für kleine Winkel ist sin  tan.
Fel
FG
s
l
s
l
 , Fel  FG   m  g 
s = 3 cm, Fel = 7,36 
E=
F
q
V
 4,91104 ,
m
s
l
10-5
N
E=
U1
d
l
,
U1 = E  d = 4,91  103 V = 4910 V
(I) Bleibt die Spannungsquelle angeschlossen, bleibt die
Spannung an den Platten konstant. Wird der
Plattenabstand d größer, dann wird die Feldstärke E und
deshalb auch die elektrische Kraft Fel kleiner. Deshalb
wird die Auslenkung s kleiner.
(II) Bei abgetrennter Spannungsquelle ändert sich die
Spannung U1. Sie ist jedoch proportional zum
Plattenabstand d. Die Feldstärke E =
U1
d
bleibt deshalb
konstant und somit auch die elektrische Kraft Fel. Die
Auslenkung s ändert sich nicht.
Fe l
s

FG