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Tags elektromagnetismus, geschwindigkeitsfilter, ion, magnetismus, physik Difficulty Points 3 Language Type Quantity Last modified 1 month, 1 week ago Initial Version by Urs Zellweger (urs)	This Exercise is currently not added to any collections.	0

Exercise

Für \isotope[][]{Na}$^{2+}$ Ionen soll ein Geschwindigkeitsfilter gebaut werden. Es werde ein Magnetfeld mit \SI{700}{Gs} Stärke eingesetzt und es sollen die Ionen mit \SI{1.7}{\kilo\meter\per\second} durchgelassen werden. Wie stark müsste das entsprechende elektrische Feld sein? Vervollständige ausserdem die folgende Skizze; Magnetfeld, elektrisches Feld, sowie die Flugbahn eines zu langsamen Ions sollen unmissverständlich erkennbar und beschriftet sein. \begin{center} \begin{tikzpicture} \draw[thick] (2,0)--(5,0); \draw[thick] (2,-1)--(5,-1); \draw[ultra thick] (2,.1)--(2,-.4); \draw[ultra thick] (2,-.6)--(2,-1.1); \draw[->] (6,-.5)--(5.5,-.5) node[midway, below] {$v$}; \draw[ultra thick] (5,.1)--(5,-.4); \draw[ultra thick] (5,-.6)--(5,-1.1); \end{tikzpicture} \end{center}

Solution

\begin{center} \begin{tikzpicture} \draw[thick] (2,0)--(5,0); \draw[thick] (2,-1)--(5,-1); \draw[ultra thick] (2,.1)--(2,-.4); \draw[ultra thick] (2,-.6)--(2,-1.1); \draw[->] (6,-.5)--(5.5,-.5) node[midway, below] {$v$}; \draw[ultra thick] (5,.1)--(5,-.4); \draw[ultra thick] (5,-.6)--(5,-1.1); \node[color=blue] at (3,-.5) {$\bigotimes$}; \node[color=blue] at (3.5,-.5) {$\vec B$}; \node[color=red] at (3.5,-1.3) {+ + + + + + +}; \node at (.7,0) {zu langsam}; \end{tikzpicture} \end{center} \newqty{v}{1.7e3}{\mps} \newqty{B}{700}{Gs}\convto{T}{1e-4}{B} Die elektrische Feldstärke beträgt: \solqty{E}{}{\vn * \BCn}{\volt\per\meter} \begin{align} qvB &= q\vec E\\ \vec E &= vB\\ &= \v \cdot \BC\\ &= \E \end{align}

Revision Table