alpha-Teilchen Magnetfeld E-Feld

Question

Aufgabe:

Hier habe ich noch eine Aufgabe:

Ein α-Teilchen (Heliumkern Ladung q_α=2e) wird von rechts kommend in ein Magnetfeld der Stärke 1,3 mT geschossen, welches aus der Zeichenebene heraus zeigt. Dort vollführt es eine Kreisbewegung mit einer Umlauffrequenz von 10 kHz.

(a) Erklären Sie, warum sich die Teilchen auf einer Kreisbahn bewegt und skizzieren Sie die Flugkurve.

(b) Berechnen Sie die Masse des α-Teilchens unter Angabe aller Einheitenumrechnungen.

(c) Berechnen Sie den erzegten Kreisstrom.

(d) Wir schalten ein elektrische Feld der Stärke E=26 kV/m dazu und beobachten,dass das α-Teilchen sich dadurch geradlinig gleichförmig bewegt. In welche Richtung muss das E-Feld zeigen und wie schnell ist das α-Teilchen?

Problem/Ansatz:

Die Teilaufgaben (a) und (b) habe ich irgendwie gelöst, aber bei (c) fehlt mir die Formel und bei (d) weiß ich leider auch nicht weiter. Kann mir bitte jemand mit einem Lösungsansatz helfen? Danke und Grüße

Answer 1

Zu c):

I = q_α * f = 2 * 1,602 * 10^-19 As * 10⁴ s^-1 = 3,204 * 10^-15 A

Zu d):

Damit sich das α-Teilchen geradlinig gleichförmig bewegen kann, muss die Kraft des elektrischen Feldes die Lorenzkraft ausgleichen, d.h.:

q * E = q * v * B → v = E / B = ( 26 * 10³ Vm^-1 ) / ( 1,3 * 10^-3 Vsm^-2 ) = 2 * 10⁷ m/s

Comments

Besten Dank für Ihre Lösungen und Erklärungen!

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Die Richtung des E-Feldes müsste sich aber stetig ändern, oder?

Answer 2

Hallo

Strom= Ladungstransport/Zeit. du kennst einen  Weg:  ein Umfang , die Ladung  und die Umlaufzeit. Klingelt es jetzt?

Gruß lul

Comments

Leider nicht ganz, also dass I=ΔQ/Δt ist klar, aber  wie hängt jetzt T=1/f Umlaufzeit) und Umfang mit dem Strom zusammen verstehe ich nicht ganz.

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Ist das vielleicht diese Formel: I=Q/t=-e*w(omega)/2pi?

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Aber die Kreisfrequenz ist unbekannt und Radius auch, also irgendwie fehlen mir ein Paar Größen, um weiter rechnen zu können.

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die Frequenz von 10kHz ist doch bekannt? den Radius hast du in a bestimmt? was fehlt dir noch?