Geschwindigkeitsfilter
Question
Solution
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Need help? Yes, please!
The following quantities appear in the problem:
elektrische Ladung \(q, Q\) / Magnetische Flussdichte \(B\) / elektrische Spannung \(U\) / Energie \(E\) / Geschwindigkeit \(v\) / Elektrisches Feld \(\vec E\) /
The following formulas must be used to solve the exercise:
\(E = qU \quad \) \(v = \frac{E}{B} \quad \) \(E_{\rm \scriptscriptstyle kin} = \dfrac12 mv^2 \quad \)
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Exercise:
In den folgen Teilaufgaben geht es um ein Geschwindigkeitsfilter für ein Proton. abcliste abc Zeichne den Geschwindigkeitsfilter; die Felder und die Bewegungsrichtung des Protons müssen unmissverständlich erkennbar sein. abc Zeichne die Bahn eines zu schnellen Protons ein. abc Wie schnell bewegt sich ein Proton mit der Energie .J? abc Mit welcher Spannung wurde dieses Proton beschleunigt? abc Wie stark muss das elektrische Feld sein wenn die magnetische Feldstärke mT beträgt und das Proton den Geschwindigkeitsfilter passieren können soll? abcliste
Solution:
abcliste abc - abc In Richtung der positiv geladenen Platte Lorentzkraft ist stärker. abc Das Proton bewegt sich mit v sqrtfracEkinm pq.e. abc Das Elektron wurde mit U fracEkinq pq.eV beschleunigt. abc Das Elektrische Feld muss eine Feldstärke von EvB pq.eV/m haben. abcliste
In den folgen Teilaufgaben geht es um ein Geschwindigkeitsfilter für ein Proton. abcliste abc Zeichne den Geschwindigkeitsfilter; die Felder und die Bewegungsrichtung des Protons müssen unmissverständlich erkennbar sein. abc Zeichne die Bahn eines zu schnellen Protons ein. abc Wie schnell bewegt sich ein Proton mit der Energie .J? abc Mit welcher Spannung wurde dieses Proton beschleunigt? abc Wie stark muss das elektrische Feld sein wenn die magnetische Feldstärke mT beträgt und das Proton den Geschwindigkeitsfilter passieren können soll? abcliste
Solution:
abcliste abc - abc In Richtung der positiv geladenen Platte Lorentzkraft ist stärker. abc Das Proton bewegt sich mit v sqrtfracEkinm pq.e. abc Das Elektron wurde mit U fracEkinq pq.eV beschleunigt. abc Das Elektrische Feld muss eine Feldstärke von EvB pq.eV/m haben. abcliste