Table des Matières
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3.
Technische Daten
Heizspannung:
Anodenspannung:
Anodenstrom:
Ablenkspannung:
Glaskolben:
Gesamtlänge:
Gasfüllung:
4. Bedienung
Zur Durchführung der Experimente mit der Dop-
pelstrahlröhre sind folgende Geräte zusätzlich
erforderlich:
1 Röhrenhalter S
1 DC Netzgerät 0 – 500 V (230 V, 50/60 Hz)
oder
1 DC Netzgerät 0 – 500 V (115 V, 50/60 Hz)
1 Helmholtz-Spulenpaar S
1 Analog Multimeter AM50
4.1 Einsetzen der Röhre in den Röhrenhalter
•
Röhre nur bei ausgeschalteten Versor-
gungsgeräten ein- und ausbauen.
•
Röhre mit leichtem Druck in die Fassung
des Röhrenhalters schieben bis die Stiftkon-
takte vollständig in der Fassung sitzen, da-
bei auf eindeutige Position des Führungsstif-
tes achten.
4.2 Entnahme der Röhre aus dem Röhrenhalter
•
Zum Entnehmen der Röhre mit dem Zeige-
finger der rechten Hand von hinten auf den
Führungsstift drücken bis sich die Kontakt-
stifte lösen. Dann die Röhre entnehmen.
5.
Experimentierbeispiele
5.1 Abschätzung von e/m
Ein Elektron der Masse m mit der Ladung e, das
sich mit der Geschwindigkeit v senkrecht zu ei-
nem magnetischen Feld B bewegt, erfährt die
Kraft F, die senkrecht sowohl zu B und v wirkt:
F =
evB
Sie zwingt das Elektron in eine Kreisbahn mit
dem Krümmungsradius R in einer Ebene senk-
recht zu B. Die Zentripetalkraft ist gegeben durch
max. 7,5 V AC/DC
max. 100 V DC
max. 30 mA
max. 50 V DC
ca. 130 mm Ø
ca. 260 mm
Helium mit einem
Druck von 0,1 Torr
1014525
1003308
1003307
1000611
1003073
2
mv
=
=
F
evB
R
Daraus folgt:
v
B =
tesla
e
R
m
Umstellen der Gleichung ergibt:
e
v
=
m
BR
Wird der Elektronenstrahl einem bekannten
magnetischen Feld der Größe B ausgesetzt und
v und R ausgerechnet, so kann das Verhältnis
e / m bestimmt werden.
Nach dem Energieerhaltungsgesetz ist die Ver-
änderung der kinetischen Energie plus der po-
tenziellen Energie einer Ladung, die sich von
Punkt 1 zu Punkt 2 bewegt, gleich Null, da keine
Arbeit verrichtet wird.
⎛
⎞
1
1
2
2
⎜
−
⎟
mv
mv
2
1
2
2
⎝
⎠
Für die Energie eines Elektrons in der Doppel-
strahlröhre gilt:
1
2
=
eU
mv
A
2
Durch Auflösung nach v und Einsetzen in die
Gleichung ergibt sich:
e
v
=
m
BR
Daraus folgt:
2
e
U
=
A
2
2
m
B
R
Der Ausdruck e / m ist die spezifische Ladung
eines Elektrons und hat die feste Größe
(1,75888 ± 0,0004) x 10
5.1.1 Bestimmung von B
Die Spulen haben einen Durchmesser von 138
mm und in der Helmholtz-Anordnung eine
Flussdichte B von
=
μ
= (4.17 x 10
B
H
0
und
−
2
6
2
=
⋅
17
.
39
10
B
I
H
wobei
der Strom in den Helmholtzspulen ist.
I
H
Weiter gilt
e
U
=
⋅
⋅
A
. 1
15
10
2
2
m
I
R
H
und
U
2
=
A
I
k
H
2
R
2
.
(
)
+
−
=
0
eU
eU
2
1
11
C/kg.
-3
)
tesla
I
H
5
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