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Wie funktioniert die Ablenkung von Elektronenstrahlen mit einem Magneten?
Um das zu demonstrieren, reicht es aus, einen Stabmagneten in die Nähe der Elektronenstrahlröhre zu halten. Wenn man mit einem Magneten einen Elektronenstrahl ablenkt, fällt auf, dass die Ablenkung nicht in Richtung oder in Gegenrichtung eines Magnetpols geschieht, sondern immer senkrecht zu den magnetischen Feldlinien.
Ist das Magnetfeld hinreichend ausgedehnt?
Ist das Magnetfeld hinreichend ausgedehnt, so bewegen sich die geladenen Teilchen auf Kreisbahnen, wobei die Radialkraft die LORENTZ-Kraft ist. Demzufolge kann man auch setzen: Der Radius der Kreisbahn ist demzufolge bei Elektronen umso kleiner, die kleiner ihre Geschwindigkeit und je größer die magnetische Flussdichte sind.
Kann man geladene Teilchen schräg in ein Magnetfeld zerlegen?
Treten geladene Teilchen schräg zu den Feldlinien in ein homogenes Magnetfeld, dann kann man die Geschwindigkeit der Teilchen in zwei Komponenten zerlegen (Bild 3): Eine Komponente hat die Richtung der Feldlinien. In dieser Richtung erfolgt keinerlei Beeinflussung der geladenen Teilchen durch das Magnetfeld.
Wie bewegt sich eine geladene Ladung durch ein Magnetfeld?
Nachfolgend “untersuchen” wir, wie sich geladene Teilchen durch ein Magnetfeld bewegen. Dabei gilt immer, dass die Lorentzkraft auf eine bewegte Ladung in einem Magnetfeld senkrecht zur Bewegungsrichtung der Ladung und senkrecht zu den Magnetfeldlinien wirkt.
Was ist die richtige Kraft für den Leiter?
Die entsprechende anziehende bzw. abstoßende Kraft ist die Lorentzkraft. Dafür ist der Leiter übrigens gar nicht nötig – bewegen sich freie Elektronen in eine Richtung, entsteht auch um den Elektronenstrahl ein derartiges Magnetfeld, und die Elektronen werden demzufolge in einem äußeren Magnetfeld abgelenkt.
Wie lässt sich die magnetische Feldstärke berechnen?
In der Versuchsanleitung von Phywe findet man die folgende Formel, die der oben genannten entspricht: Durch Einsetzen der Spulendaten (Spulenradius und Windungszahl ) lässt sich so die magnetische Feldstärke in Abhängigkeit von der Erregerstromstärke berechnen. Die Beschleunigungsspannung wird auf einen Wert von ca. 250-300V eingestellt.
Wie wird das Magnetfeld eines Stabmagneten erzeugt?
Das Magnetfeld eines Stabmagneten wird durch die Eigenbewegung der Elektronen in den Metallatomen erzeugt. Dabei ist jeweils eine Gruppe von Atomen so angeordnet, dass sich deren einzelne Magnetfelder zu einer Art Mikromagnet addieren (Grafik).