Fadenstrahlrohr-Protonen?
Guten Abend :) Ich verzweifle an einer Physik-Aufgabe und hoffe, dass mitnehmen eventuell jemand hier helfen könnte. Es ist eine Aufgabe über das Fadenstrahlrohr. Und zwar lautet sie: "Das Fadenstrahlrohr im Schulexperiment wurde mit einer Elektronenkanone betrieben. Erkläre, was sich an dem Bild des Fadenstrahls ändern würde, wenn anstelle der Elektronen Protonen mit der gleichen Beschleunigungsspannung verwendet werden würden. Vielleicht hat jemnd ja eine Idee. Ich würde mich riesig freuen. :)
2 Antworten
Um Protonen richtung Schirm zu beschleunigen, muss die Beschleunigungsspannung wenigstens umgepolt werden, da Protonen im Gegensatz zu Elektronen positiv geladen sind.
Das ist so, als würdest Du in einem Zylinder mit Flüssigkeit Steine statt Luftblasen verwenden. Damit Sie sich auf die gewünschte Seite bewegen, musst Du den Zylinder drehen.
Der Betrag der Ladung ist aber derselbe, nämlich
1e ≈ 1,6×10¯¹⁹C.
Die kinetische Energie in einer umgepolten Beschleunigungsspannung wäre am Ende daher wohl dieselbe, und damit auch die Photonenenergie.
Dass Protonen über 1800 mal mehr Masse haben als Elektronen, dürfte keine Rolle spielen, denn es geht ja nicht um die Geschwindigkeit, sondern allein um die Energie.
Bei dieser Frage geht es meiner Meinung nicht darum, wie der Protonenstrahl erzeugt wird, sondern wie im Vergleich zum Elektronenstrahl der Protonenstrahl im magnetischen Feld bei sonst gleichen Versuchsbedingungen abgelenkt wird.
Zuerst kann gesagt werden, daß der Protonenstrahl in die entgegengesetzte Richtung wie der Elektronenstrahl abgelenkt werden wird.
In Wikipedia Fadenstrahlrohr wird die Formel zur Berechnung der spezifischen Ladung hergeleitet. Anhand dieser Formel ist leicht ersichtlich, daß bei gleicher Elementarladung aber wesentlich größerer Masse des Protons gegenüber dem Elektron der Protonenstrahl weniger abgelenkt wird (in die entgegengesetzte Richtung) als der Elektronenstrahl.