Kleine Physik-Frage

Erleuchteter

26.11.2006, 14:36

Ich habe da ne Frage zu einer relativ simplen Aufgabe, mir fehlt die Formel und ich finde sie auch in meiner Formelsammlung irgendwie nicht.

Aufgabe:
Elektronen werden durch eine Spannung von 1kV (1000 Volt) beschleunigt. Sie fliegen in der Zeichenebene waagerecht von links nach rechts.

a.) Welche Geschwindigkeit haben sie? (Ergebnis: v=1.88 * 10(^+7) m/s)

b.) Die Elektronen treten nun in ein homogenes elektrisches Feld ein, das in der Zeichenebene senkrecht von oben nach unten verläuft. Die Feldstärke beträgt 3kV/m.

Ich bräuchte einfach eine Formel mit der ich da ansetzen kann, ich kann einfach keine finden in meinen Unterlagen. Wäre schön wenn mir da jemand mit helfen kann.

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OoK_Isch

Erleuchteter

Beiträge: 4 115

Wohnort: Hildesheim

Beruf: GER

2

26.11.2006, 15:00

RE: Kleine Physik-Frage

Zitat

Original von Gottesschaf
a.) Welche Geschwindigkeit haben sie? (Ergebnis: v=1.88 * 10(^-7) m/s)

10 hoch minus 7? Lahmarschige Elektronen^^
Müsste eigentlich recht einfach mit Energieerhaltung zu berechnen sein, oder? Potenzielle Energie wird in kinetische Energie umgewandelt...
Hm, sowas vergisst man irgendwie schnell

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MfG_olof

Schüler

Beiträge: 149

Wohnort: Berlin

3

26.11.2006, 15:13

Kinetische Energie eines Ladungsträgers wenn es im elektrischen Feld beschleunigt wird ist:
E = q * U, bei einem Elektron also E = e * U

Kinetische Energie ist mechanisch betrachtet:
E = 1/2 * m * v²..

Zusammen:
1/2 * m * v² = e * U
<=> v = sqrt (2 * e * U / m)

Da kannste Elementarladung, Elektronenmasse und 1kV einsetzen, fertig..

Was ist bei b) die Aufgabe? Könntest theoretisch die Kraft, die auf das Elektron senkrecht wirkt berechnen:
F = E * q, also beim Elektron F = E * e...

[edit] Aso bei a) natürlich davon ausgegangen, dass sich das Elektron anfangs eine Geschwindigkeit v = 0 m/s hat...

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Gottesschaf

Erleuchteter

Beiträge: 5 855

4

26.11.2006, 15:17

RE: Kleine Physik-Frage

Zitat

Original von OoK_Isch

Zitat

Original von Gottesschaf
a.) Welche Geschwindigkeit haben sie? (Ergebnis: v=1.88 * 10(^-7) m/s)

10 hoch minus 7? Lahmarschige Elektronen^^

sry sry, es ist natürlich hoch plus 7

edit:
Ich habe die Aufgabe kopiert, ich weiß selber nicht was bei b.) gefragt sein könnte, ich denke es ist Geschwindigkeit oder Ablenkung im neuen Feld.

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Klaus1337

Profi

Beiträge: 930

5

26.11.2006, 15:17

U*Q = elektrische Energie
1/2*m*v² = kinetische Energie

Nach dem Energie-Erhaltungssatz kannst du diese beide Formeln für die Energie gleichsetzen und erhältst:

1/2*m*v² = U*e

-> v = [(U*e)/(1/2*m)]²

Was ist die Frage zu b) ??

EDIT: Lol, genau das gleiche hat schon jemand schneller beantwortet -.- .

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Gottesschaf

Erleuchteter

Beiträge: 5 855

6

26.11.2006, 15:43

ich habe in a) eingesetzt, es kommt das richtige ergebnis raus, danke olof und lennklaus.

für b habe ich jmd gefragt der sagt mir folgendes:

Bei b) musst du glaub ich die ablenkung innerhalb dieses feldes ausrechnen nur Benötigst du dazu die Länge des Elektrischen Feldes, das senkrecht zur Elektronenbahn liegt!
Die Beschleunigung bekomsmt du über F = Q * E = m * a! musst halt masse und Ladung eines Elektrons nachschlagen, vielleicht ist es aber auch angegeben! Jetzt hast du die Beschleunigung! Dann benötigst du die Zeit in der das Elektron im el. Feld ist! Also t= s/v! v hast du aus Aufgabe a)!
dann setzt du t in s= 1/2 *a*t² ein dann hast die Ablenkung am ende vom Feld!

edit: aber wofür steht denn dann s? die strecke ist ja nicht gegeben...
ich glaube ich habs jetzt, mir fehlt nur der zahlenwert für Q, in meiner Formelsammlung steht lediglich Q=I*t, aber das ist ja beides nicht angegeben

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Imp_eleven

Meister

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Wohnort: Wallisellen

Beruf: CH

7

26.11.2006, 19:15

also was du da als ganzes hast ist eigentlich eine fernsehröhre. ein elektron wird beschleunigt und danach abgelenkt auf din richtigen pixel des fernsehers.

in der umlenkeinheit( aufgabe b) wird das elektron also durch das elektirsche feld entweder nach oben oder unten abgelenkt kommt aufs vorzeichen der ladung an.

berechnen musst nun mit 100% sicherheit wieviel das elektron abgelenkt wird. dazu solltest du die länge der ablenkeinheit kennen, sonst geht das glaub ich nicht. dann kannst einfach v in y-richtung berechnen mit der zeit, die das elektron braucht um durch die ablenkeinheit (in x richtung) zu fliegen.

also das elektron hat in der ablenkeinheit immer das gleiche vx

in y richtung wird es beschleunigt. also sy = v0*t +a*t^2 wobei v0 =0

dann brachst für a etwas und für t
t ist einfach. t= l/vx ( vx ist das v aus aufgabe a, und l ist die länge des teils)
a ist die beschleunigung die musst mit der feldstärke ausrechnen. das geht so:
E=F/q

--> U/d = m*a/e (d ist der abstand der beiden platten in der ablenkeinheit, ja der rest sollte klar sein. das dann halt nach a auflösen und oben einsetzten