welche Kräfte wirken auf ein Elektron zwischen 2 waagerechten Kondensatorplatten?
Frage steht bereits oben , mir sind Gravitations und elektrisches Kraft eingefallen mein Lehrer meinte, dass 2 weitere Kräfte wirken , weiß jemand welche
Danke im Voraus
3 Antworten
Es wirken einmal die positiven anziehenden elektrischen Kräfte der positiv geladenen Platte und die negativ abstoßenden Kräfte der negativ geladenen Platte auf das elektron.
Es wirkt natürlich auch die Gravitation, da unsere probeladung im e Feld über eine Masse m verfügt. Die probeladung z.b. kann eine geladene Styroporkugel sein.
Handelt es sich jedoch um ein elektron, so ist die Masse so gering, dass sie vernachlässigt werden kann.
Für die Beschleunigung einer Masse gilt:
F=m*a => a = F/m
Da es sich um 2 einfache Kondensatorplatten handelt, handelt es sich beim e Feld um ein homogenes elektrisches Feld. Das heißt, das e Feld ist überall zwischen den Platten gleich stark.
Im homogenen elektrischen feld gilt für die Kraft F=E*Q das heißt Ladungen werden über das elektrische Feld beschleunigt. Setzen wir das für F ein:
a=E*q/m
Für die Geschwindigkeit wissen wir:
v=a*t
s=(1/2)*a*t^2 => t=wurzel(2*s/a)
s= plattenabstand d
t=wurzel(2*d/a)
Einsetzen
v=a*wurzel(2*d/a) =wurzel(a^2)*Wurzel(2*d/a = wurzel(a^2*2*d/a) = wurzel(a*2*d)
F=E*q=U*q/d
a=U*q/d*m
In die gleichung für v einsetzen:
v=wurzel(U*q*2*d/d*m)
d/d kürzt dich weg:
v=Wurzel(U*q*2/m)
Wenn die probeladung nur die Hälfte des Feldes durchläuft, muss d angepasst werden. Dann ist der plattenabstand nur noch halb so groß.
Dann würde ich a berechnen und dann mit a die maximale Geschwindigkeit v berechnen. Das wars.
Vielleicht dachte er an die Casimir-Kraft, die wirkt aber eher auf die Platten als auf das Elektron.
Eine magnetische Kraft könnte wirken, ist aber dort nicht vorhanden.
Starke und schwache Kernkraft schließe ich auch mal aus, das Elektron ist ja frei.
Sicher, dass die Kräfte auf ein Elektron gefragt sind und nicht auf z.B. ein geladenes Öltröpfchen? Das ist ein Unterschied, vor allem in Bewegung.