[Physik] Elektronenmasse mit dem Fadenstrahlrohr bestimmen?

Einen wunderschönen guten Abend,

vorab: Ich habe nur eine ganz kleine Frage und erkläre vorab, was ich bereits alles verstanden habe.

Ich habe noch ein kleines Verständnisproblem bei der Bestimmung der Elektronenmasse (me) mit dem Fadenstrahlrohr. Hierfür befinden sich im Anhang die Bilder meines Aufschriebs. Vorab befindet sich hier im Folgenden, was ich bereits verstehe, sowie mein kleines Verständnisproblem (fett gedruckt), zu dem ich Hilfe benötige.

  1. Gegeben sind ja folgende Werte: Ub (Beschleunigungsspannung), Is (Spulenstrom) und r (Radius der Kreisbahn).
  2. Gesucht ist die Masse eines Elektrons (me)
  3. Im Fadenstrahlrohr, gilt ja, dass die Fl (Lorentzkraft) gleich die Fzp (Zentripetalkraft) ist.
  4. Also setzen wir Fl (Lorentzkraft) mit der Fzp (Zentripetalkraft) gleich und lösen nach me (Elektronenmasse) auf.
  5. Wir haben nun aber nicht „B“ und „v“ („Problem: B und v können wir nicht direkt ablesen“)
  6. Wir setzen Epot (potentielle Energie) gleich mit Ekin (kinetische Energie) und lösen nach v auf und kommen auf die Formel, welche sich ganz oben im 2. Bild (doppelt unterstrichen) befindet.
  7. Diese Formel für v = … setzen wir nun in die zuvor hergeleitete Formel me = … ein.
  8. Nun fehlt und noch B = …
  9. Woher weiß ich nun, dass B = Is * 7,21 * 10^(-4) T/A ist? Ich wundere mich nur, da dieser Aufschrieb aus dem Unterricht ist und ich nicht weiß, ob nun der Wert für „B“ hier gegeben ist oder ob man den auswendig wissen muss / berechnen muss,…? Denn hierfür habe ich keine ausgedruckte Aufgabenstellung sondern nur diesen Mitschrieb.
  10. Was sagt ihr, muss hier das B in einer möglichen Aufgabe gegeben sein oder muss man selbst auf den Wert für B kommen?
  11. Denn bei meinem 5. Punkt hier habe ich als Zitat ja genannt: „Problem: B und v können wir nicht direkt ablesen“. Das hat mein Lehrer so genau hingeschrieben. Und wenn man „B“ nicht direkt ablesen kann, woher hat mein Lehrer dann den Wert für „B“: B = Is * 7,21 * 10^(-4) T/A ? Das ergibt für mich überhaupt keinen Sinn.

Bis auf dieses kleine Verständnisproblem verstehe ich diese Aufgabe.

Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten.

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Geschwindigkeit, Beschleunigung, Formel, Mechanik, Physiker, Lorentzkraft, radius, Zentripetalkraft
[Physik] Geschwindigkeitsfilter bei Ionenstrahlen?

Guten Tag,

ich benötige bei der Aufgabe noch etwas Hilfe, um sie verstehen zu können. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten.

[Hinweis des Lehrers zur Aufgabe:]

Ar^(+) Ionen haben die Ladung 2, Ar^(2+) Ionen die Ladung 2e. Verwenden Sie für die Masse der Argon-Ionen den Wert 39,948 * 10^(-27) kg.
  • Was sind überhaupt Argon Ionen?
  • Wieso ist die Ladung von Ar^(+) Ionen = 2 und nicht e, denn die Ladung von Ar^(2+) Ionen ist ja 2e.

[Hier meine bereits bestehenden Fragen:]

  1. Wie genau würdet ihr eine mögliche Antwort auf die Aufgabe 2.1 „Erklären Sie die Funktionsweise des Geschwindigkeitsfilters.“ formulieren? Mein Vorschlag: In einem Geschwindigkeitsfilter können mithilfe eines elektrischen und eines magnetischen Feldes Elektronen einer bestimmten Geschwindigkeit aus einem Strom von geladenen Teilchen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gewonnen werden.
  2. Aber woran erkenne ich überhaupt, dass es sich hier um Elektronen handelt? Es handelt sich ja um Argon Ionen und das verwirrt mich.
  3. Ich benötige noch viel Hilfe bei dieser ganzen Aufgabe 2 (2.1 und 2.2) 🤯

[Damit ihr mir leichter bei der Aufgabe helfen könnt, schreibe ich euch hier die Aufgaben 2.1 und 2.2 als Text hin, damit ihr den Text als Zitat in eurer Antwort verwenden könnt.]

2.1

Erklären Sie die Funktionsweise des Geschwindigkeitsfilters.

Weisen Sie nach, dass die Ladung und die Masse der Ionen keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit der gefilterten Ionen des Strahls haben.

2.2

Nach Verlassen des Filters bewegt sich der Strahl aus Ar^(+) -Ionen und Ar^(2+) -Ionen durch eine Blende in einem Magnetfeld B2 mit der gleichen Flussdichte B2 = B1 weiter und wird auf einen Detektor abgelenkt, der die Strahlen an zwei Stellen P1 und P2 registriert.

Geben Sie an, welche der Argon-Ionen im Punkt P1 bzw. im Punkt P2 auftreffen.

Begründen Sie Ihre Antwort.

Berechnen Sie die erforderliche Spannung am Kondensator des Geschwindigkeitsfilters, wenn der Auftreffort der Ar^(+) -Ionen von der Blende den Abstand a = 20 mm haben soll.

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Geschwindigkeit, Elektrodynamik, Ionen, Kondensator, Argon, elektrisches Feld, Flussdichte, Magnetfeld, Plattenkondensator
[Physik] Richtung elektrisches Feld im Kondensator angeben?

Guten Tag,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um die Aufgabe vollständig zu verstehen. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten zu meinen Fragen (siehe unten).

  • Die Aufgaben a) und b) habe ich verstanden und bereits gelöst.
  • Die Aufgabe c) ist für mich nicht relevant.
  • Die Aufgabe d) verstehe ich leider noch nicht so gut.
  • Da das Magnetfeld in die Zeichenebene zeigt (Drei-Finger-Regel der linken Hand), werden die Elektronen innerhalb des Kondensators nach unten abgelenkt. Das bedeutet, dass die Lorentzkraft innerhalb des Kondensators nach unten zeigt. Somit muss die Coulombkraft (elektrische Kraft) innerhalb des Kondensators nach oben zeigen. Dies wird erreicht, wenn die untere Platte negativ geladen ist und die obere Platte positiv.
  • Nun bin ich mir aber unsicher, was die Richtung des elektrischen Felds im Kondensator ist, wenn die untere Platte negativ geladen ist und die obere Platte positiv geladen ist.
  • Wie man U (Plattenspannung) berechnet, verstehe ich. Denn die Kondendatorspannung/Plattenspannung ist ja so eingestellt, dass sich die Elektronen im Kondensator unabgelenkt entlang der x-Achse bewegen. Somit muss Fl (Lorentzkraft) = Fc (Coulombkraft) sein.
  • Die Aufgabe e) ist für mich nicht relevant.
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Geschwindigkeit, Strom, Energie, Spannung, Beschleunigung, Elektrizität, Formel, Kondensator, Magnetismus, Physiker, elektrisches Feld, Elektronen, Magnetfeld
Wann werden in Aufzüge kein Springzeitpunktmelder verpflichtend eingebaut?

Es gibt eine große Schwachstelle bei Aufzügen.

Wenn das Seil vom Aufzug abreißt oder der Mechanismus total versagt, befindet sich der Aufzug im freien Fall und wir mit voller Geschwindigkeit zum Boden fallen mit Insassen.

Bei so einem Unfall würde dann jeder sterben.
Ich als Maschinenbau-Student ist mir was sehr sinnvolles eingefallen.

In Aufzügen soll ein Melder eingebaut werden (am besten gleich bei Tür unten link und rechts ein Bildschrim) der beim freien Fall plötzlich ein Licht macht und sagt „jetzt Springen“!

Sobald das Seil sich abreißt werden die Lichter abgeschaltet damit die Insassesns ich nur noch mehr auf den Bildschirm konzentrieren. Im freien fall wird die durchsage gemecht: „Bitte bereiten sie sich auf springen vor“

Und 5 meter vor aufprall kommt die durchsage „ SPRINGEN“ und die bildschirme gehen weiß so dass jeder akkustisch als auch optisch gewarnt wird.

so werden die leben von millionen von menschen gerettet.

Das muss durch EU Parlament und somit verpflichtend sein. Mich windert es dass bis heute so ein warnsystem nichtgibt.

nur mit springen kann man den aufprall überleben indem keine kräfte auf kröper wirken.

man muss nur richtiges timing machen. Dafür kommt meine technik ins spiel :)

Also würde man nur im stehen kurz gehupft hat :)

Unfall, Sicherheit, Geschwindigkeit, Körper, Kraft, Aufzug, Beschleunigung, Kontrolle, Physiker, Sicherheitstechnik, freier Fall
Warum möchte ich es möglichst vermeiden das Auto eines fremden zu fahren?

Mir fällt es enorm schwer das Auto einer fremden Person zu fahren. Egal ob Familie, Verwandte oder Freunde, es fährt jederzeit eine Angst mit mir. Die Angst etwas falsch zu machen. Denn es ist nicht mein Eigentum. Man überlässt mir ein sehr teureres Objekt.

Letztens z.B bin ich das erste mal mit dem neuen Auto meiner Schwester gefahren und ich fand mich persönlich miserabel. Denn jedes Auto funktioniert anders und fährt sich auch anders. Man braucht eine gewisse Zeit bis man sich an das Auto gewöhnt hat.

Erstens hatte ich Probleme den Automatik Gang einzulegen. Später war ich plötzlich im manuellem Modus und der Motor drehte hoch. Ein wenig später bin ich eine kurze Strecke 10 km/h zu schnell gefahren in der 50er Zone Es war allerdings 2 spurig und keine Autos auf der Straße. Insgesamt fand ich mein Fahrstiel nicht stabil.

Mir war das sehr unangenehm. Ich wollte auf keinen Fall einen schlechten Eindruck hinterlassen. Deswegen versuche ich mich immer zu drücken wenn es geht fremde Autos zu fahren. Ich denke dann immer: Es ist sein privates Auto und wenn ich einen Fehler mache, wird er sauer. Sowas ist mir am unangenehmsten. Viele mögen das nicht verstehen. Doch ich ticke eben so.

Was seltsam ist, das ich dieses Problem mit einem Mietwagen nicht habe. Hier bin ich völlig ruhig und entspannt, habe keine Angst etc. Ich bin auch viel konzentrierter.

Meinen Führerschein habe ich übrigens seit 2009 direkt als ich 18 wurde. An dem Problem hat sich allerdings bis Heue nichts geändert. Ganz im Gegenteil. Ich bin mit dem Alter noch vorsichtiger geworden

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