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se ist tolerierbar. Der Strahl bildet auch eine
leichte Spirale statt einer Kreisbahn zu folgen.
•
erhöhen und I
U
A
Ebene AA' immer eine Tangente zum abge-
lenkten Strahl bildet. Werte in einer Tabelle
zusammenstellen und grafisch darstellen.
•
R = AE/2 und R² = AE²/4 wie im Versuch 5.1
bestimmen.
Durch Einsetzen der Werte in die Gleichung
e
U
5
=
⋅
⋅
A
. 1
15
10
2
2
m
I
R
H
lässt sich ein Näherungswert für e/m errechnen.
5.3 Der Effekt eines axialen Magnetfelds
•
Beschaltung der Röhre gemäß Fig. 5 vor-
nehmen.
•
Eine Spule von vorne so in die Nut des Röh-
renhalters einsetzen, dass der Leuchtschirm
von ihr umschlossen ist.
•
Anodenspannung U
len (Plattenspannung U
Spulenstrom I
langsam erhöhen.
•
H
Mit nur einem axialen Vektor der Geschwindig-
keit v
wird die axiale Nicht-Linearität des
a
Strahls korrigiert und fällt mit der der wahren
Achse des Felds zusammen.
•
Mit einem Filzstift die Lage des Strahls mar-
kieren.
•
auf 1,5 A einstellen, U
I
H
so dass ein zweiter Geschwindigkeitsvektor
auf den Strahl wirkt.
v
p
•
Den Elektronenstrahl durch die Spule hin-
durch beobachten.
Der Strahlengang wird in eine Helix umgeformt.
Der Strahl geht dabei nicht um die Feldachse,
sondern kehrt jeweils nach jeder Schleife dorthin
zurück.
•
Feld B durch Umpolung der Helmholtzspule
umkehren und den Strahl beobachten.
•
Anodenspannung verändern und Auswir-
kung auf die Helix beobachten, wieder auf
60 V zurückkehren.
Fig. 2 Helix des abgelenkten Strahls
so einstellen, dass die
H
auf max. 60 V einstel-
A
= 0 V).
P
langsam erhöhen,
P
6.
Fehlerquote der Ergebnisse
1. Der kreisförmige Strahl in Experiment 5.2 ist
sichtbar durch Photonenemission. Diese Ener-
gie geht verloren und wird nicht ersetzt. Aus
diesem Grund tendiert der Strahl zu einem spi-
ralförmigen Verlauf statt einer Kreisbahn zu
folgen. Bei einem festen Radius R und einer
wirklichen Kreisbahn ist U
messen und deshalb ist der Fehler bei der Be-
stimmung von e/m immer auf der negativen
Seite. Trotzdem lassen sich Ergebnisse erzie-
len, die innerhalb 20% genau sind.
2. Bei Experimenten mit halbkreisförmig abge-
lenkten Strahlen wie in Experiment 5.1 werden
Ergebnisse erzielt, die größer sind als der Lite-
raturwert. Die Punkte A und E, zu denen der
Strahl abgelenkt wird, liegen außerhalb der ho-
mogenen Region der Helmholtzspulen. Dort
nimmt die Flussdichte ab. Bei einem bestimmten
Radius R und einem homogenen Feld ist U
kleiner als gemessen und deshalb ist der Fehler
bei der Bestimmung von e/m immer auf der
positiven Seite. Trotzdem lassen sich Ergebnis-
se erzielen, die innerhalb 20% genau sind.
7. Anmerkungen
1. Begrenzung des Anodenstroms: Zur Vermei-
dung von zu starkem Beschuss mit positiven
Ionen auf die Elektronen emittierenden Chemi-
kalien der Kathode sollte der Anodenstrom
wann immer möglich auf 20 mA begrenzt sein.
Höhere Ströme sind für kurze Zeit tolerierbar,
über längere Zeit jedoch verkürzen sie jedoch
die normale Lebenszeit der Röhre.
2. Thermische Stabilität der Kathode: Aus dem
gleichen Grund sollte der Beschuss einer kalten,
sich gerade aufheizenden Kathode vermieden
werden.
3. Fokussierung des Strahls: Mittels kleiner Span-
nungen U
an der Ablenkplatte lässt sich der
P
Strahl fokussieren. Spannungen über 6 V führen
zu einer Verschlechterung der Ergebnisse.
4
/I
² größer als ge-
A
H
/I
²
A
H
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