Wie lassen sich geladene Teilchen einer bestimmten Geschwindigkeit herausfiltern?
Grundlagen: Kräfte auf einen
Elektronenstrahl
Auf einen Elektronenstrahl können zwei Arten von Kräften wirken:
1) die Coulombkraft Fel = q E mit E = U/d in einem
Plattenkondensator
2) die Lorentzkraft FL = q v B
oder im nicht rechtwinkligen Fall:
bzw. FL= q v B sin(α) mit α: Winkel zwischen v
und B
Für das Feld in einem Helmholtz-Spulenpaar gilt:
BH =
Auswertung: Durchtrittsbedingung
a) Formulieren Sie die Bedingung, unter der der Elektronenstrahl durchtritt.
b) In dieser Gleichung ist die Geschwindigkeit v enthalten. Stellen Sie nach
dieser Größe um.
c) Diskutieren Sie die entstandene Gleichung. Begründen Sie nun, warum man den
vorliegenden Aufbau als Geschwindigkeitsfilter nutzen kann.
d) Ersetzen Sie alle beteiligten Felder durch direkt messbare Größen.
Überprüfen Sie nun die Behauptung aus c) anhand Ihrer Messwerte.