Physikaufgaben zum Elektronenschuss lösen?
Ich muss folgende 2 Aufgaben lösen, weiß jedoch nicht genau wie. Die Aufgaben:
1.) Ein Elektron tritt mit der kinetischen Energie Wkin=2,510^-18 J parallel zu den Feldlinien in ein homogenes Feld ein.
a)Welche Geschwindigkeit hat das Elektron vor dem Einfliegen in das elektrische Feld?
b) Welche Potentialdifferenz durchläuft das Elektron, wenn es nach dem Verlassen des Feldes die halbe Geschwindigkeit bzw. gerade die Geschwindigkeit null hat?
2.) Eine Quelle liefert Elektronen unbekannter Energie. Diese treten parallel zu den Feldlinien in ein elektrisches Feld, dessen Potentialdifferenz verändert werden kann. Nach dem Durchlaufen dieses Gegenfeldes treffen die Elektronen auf einen Leuchtschirm.
Wie groß ist die mittlere Eintrittsgeschwindigkeit der Elektronen, wenn diese bei einer Gegenspannung von 315V gerade den Leuchtschirm nicht mehr erreichen?
Hoffe hier kann mir jemand helfen :D
Grüße Max
2 Antworten
Hallo Max,
1a) Jeder Körper mit einer Masse, der sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt, hat kinetischen Energie. So auch dieses Elektron. Ein Elektron hat eine feste Masse (unter Vernachlässigung der Quantentheorie), die du im Internet oder in deiner Formeösammlung nachschlägst. Die kinetische Energie ist gegeben und die Formel dafür kennst du sicherlich. Dann steht einer Berechnung der Geschwindigkeit nichts mehr im Wege ;)
1b) Für diese Aufgabe brauchst du eine Formel, in der idealer Weise die Geschwindigkeit und die Potentialdifferenz vorkommen. Ich geb dir mal einen kleinen Tipp:
Potentialdifferenz mal Ladung = Energiedifferenz
Durch den Durchgang durch das Feld wird das Elektron gebremst. Seine Geschwindigkeit verlangsamt sich. Damit hat es weniger kinetische Energie als vor dem Felddurchgang. Weißt du, was du machen musst?
Zuerst berechnest du die Energiedifferenz, dann stellst du die obige Formel nach der Potentialdifferenz um und setzt die Werte ein.
2. Irgendeine Quelle sendet Elektronen aus, die in ein elektrisches Feld fliegen. Dieses ist der Bewegungsrichtung der Elektronen entgegen erichtet und bremst diese ab. Die Potentialdifferenz, also die Spannung des Feldes kann verändert werden. Wenn die Elektronen durch das Feld geflogen sind, treffen sie auf einen Schirm, bzw. bei einer Spannung von 315V nicht mehr. Berechnet werden soll die Geschwindigkeit der Elektronen, wenn sie in das Feld eintreten.
Potentialdifferenz und Spannung ist dasselbe. Bei einer bestimmten Spannung erreichen die Elektronen den Schirm nicht mehr, weil das Feld sie vollständig abgebremst hat. Die Geschwindigkeit der Elektronen ist also (zumindest kurzzeitig) gleich null. Und wenn die Geschwindigkeit gleich null ist, dann ist das auch die kinetische Energie. Tipp: Du brauchst wieder die obige Formel. Den Rest kriegst du schon hin! Viel Erfolg! Schreib einfach, wenn du eine Frage hast.
Ich danke dir vielmals!
Ich habe alles hinbekommen und noch etwas dazu gelernt!
Grüße Max
Die Geschwindigkeit, wenn sie deutlich unter der Lichtgeschwindigkeit bleibt, erhältst Du aus W_kin = (m/2) v^2, m darin von Wikipedia.
Potentialdifferenz mal Ladung (aus Wikipedia) ist Energiedifferenz.
Helfen Dir diese Hinweise schon?
Ich kann dir zwar folgen, weiß aber dennoch nicht, wie ich die Aufgabe lösen kann.