Wie verhalten sich bewegte Elektronen in einem homogenen Magnetfeld?

Wie verhalten sich bewegte Elektronen in einem homogenen Magnetfeld?

Bewegte Ladungen in Feldern Dabei ändert sich nur die Richtung, nicht aber der Betrag der Geschwindigkeit. Ist das magnetische Feld homogen, so bewegen sich die Teilchen dabei auf einer Kreisbahn.

Wie entsteht die Kreisbahn der Elektronen?

Ein Fadenstrahlrohr ist ein physikalischer Versuchsaufbau, bei dem sich beschleunigte Elektronen in einer Kugel aufgrund der Lorentzkraft, die ins Kugelinnere gerichtet ist, auf einer Kreisbahn bewegen. Beim Zusammenstoßen mit Gasmolekülen entsteht Licht, welches die Kreisbahn der Elektronen sichtbar macht.

Warum bewegen sich Elektronen im homogenen Magnetfeld auf einer Kreisbahn?

(b) Die Elektronen bewegen sich auf einer Kreisbahn. Das bedeutet, auf sie muss eine Kraft zum Mittelpunkt der Kreisbahn wirken, die Radialkraft. Diese Radialkraft wird von der Lorentzkraft aufgebracht. Das ist die Kraft, die im Magnetfeld auf bewegte Ladungsträger wirkt.

Was sind bewegte Elektronen?

Geladene Teilchen, die sich parallel zu den Feldlinien eines elektrischen Feldes bewegen, werden in Bewegungsrichtung (d.h. in Richtung der Feldlinien) beschleunigt oder abgebremst. Ist das Feld homogen, so ist die Beschleunigung oder Abbremsung gleichmäßig.

Wie soll das Verhalten von Elektronen im Magnetfeld untersucht werden?

Dazu soll zunächst das Verhalten von Elektronen im Magnetfeld untersucht werden. Während Elektronen innerhalb eines elektrischen Feldes immer parallel zur Feldlinienrichtung beschleunigt / abgelenkt werden, wirkt die Lorentzkraft immer senkrecht zur Bewegungsrichtung der Elektronen und senkrecht zum Magnetfeld.

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.

Warum ist die Ablenkung von Elektronen nicht möglich?

Außerdem wollen wir überlegen, ob durch die Ablenkung von Elektronen im Magnetfeld die Elektronenmasse bestimmbar ist – dies war durch die Ablenkung im elektrischen Feld nicht möglich, da die Geschwindigkeit der Elektronen nicht ohne deren Masse bestimmbar ist.