Aufgaben

• Welche Auswirkungen hat eine Veränderung der Heizspannung auf die Bewegung der Teilchen ohne und mit Beschleunigungsspannung?
• Welche Auswirkungen hat die Wehneltspannung auf eine beschleunigte Elektronenwolke?
• Wie lässt sich ein optimaler Elektronenstrahl einstellen? Welche förderlichen und welche negativen Auswirkungen haben die Parameter Heiz-, Wehnelt- und Beschleunigungsspannung?
• Welche Wirkungen haben der Ablenkkondensator und die Spule auf die Bahn der Elektronen?
• Suche verschiedene Einstellungenin der Beschleunigungsspannung und des Spulenstromes, bei denen die Elektronen nicht nach oben oder unten abgelenkt werden. Was passiert nun, wenn man die Geschwindigkeit der Elektronen durch die Beschleunigungsspannung ändert?

Rechenaufgaben zur Elektronenkanone

1. Berechnung der kinetischen Energie

Eine Elektronenkanone beschleunigt Elektronen durch eine Spannung von 5.000 Volt. Berechne die kinetische Energie eines Elektrons, das diese Spannung durchläuft.

2. Bestimmung der Geschwindigkeit

Ein Elektron wird durch eine Spannung von 10.000 Volt in einer Elektronenkanone beschleunigt. Berechne die Endgeschwindigkeit des Elektrons. (Ignoriere relativistische Effekte).

3. Zeit bis zur Endgeschwindigkeit

Wenn die Elektronenkanone eine Beschleunigungsspannung von 2.000 Volt hat und die Länge des Beschleunigungspfades 0,1 Meter beträgt, wie lange dauert es, bis das Elektron seine Endgeschwindigkeit erreicht hat?

4. Strom in der Kanone

Wenn eine Elektronenkanone pro Sekunde 5 × 10¹⁵ Elektronen emittiert, berechne den Strom, der durch die Kanone fließt.

5. Potenzielle Energie

Berechne die potenzielle Energie eines Elektrons in einer Elektronenkanone, die eine Spannung von 8.000 Volt hat, bevor es beschleunigt wird.