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. LEYBOLD DIDACTIC GMBH . Leyboldstrasse 1 . D-50354 Hürth . Phone (02233) 604-0 . Fax (02233) 604-222 . e-mail: [email protected] by Leybold Didactic GmbH Printed in the Federal Republic of Germany Technical alterations reserved