Elektronenstrahl im Oszilloskop
AFB IIn der Röhre eines Oszilloskops werden Elektronen aus einer Glühkathode gelöst und mit der Beschleunigungsspannung \(U_\text{B}=1{,}5\,\mathrm{kV}\) beschleunigt. Anschließend treten sie waagerecht in das homogene Feld zweier Ablenkplatten ein, die \(l=4{,}0\,\mathrm{cm}\) lang sind und den Abstand \(d=1{,}0\,\mathrm{cm}\) haben (Material M1). Zwischen den Platten liegt die Ablenkspannung \(U_\text{A}=60\,\mathrm V\). Hinter den Platten fliegen die Elektronen weiter bis zum Leuchtschirm.
Rechnen Sie mit \(e=1{,}602\cdot 10^{-19}\,\mathrm C\) und \(m_\text{e}=9{,}109\cdot 10^{-31}\,\mathrm{kg}\). Die Gewichtskraft der Elektronen wird vernachlässigt.
Zwischen den Platten verlaufen die Feldlinien von der positiven oberen zur negativen unteren Platte. Die gestrichelte Linie markiert die Bahn ohne Ablenkspannung.
- Beschreiben Sie die Bewegung eines Elektrons zwischen den Platten, indem Sie sie in zwei Teilbewegungen zerlegen, und nennen Sie die Form der Bahnkurve.
- Berechnen Sie die Geschwindigkeit \(v_0\), mit der die Elektronen in das Ablenkfeld eintreten, sowie die Ablenkung \(y\) am Ende der Platten.
- Begründen Sie anhand von Material M1, dass die Elektronen nach oben abgelenkt werden, und erklären Sie, warum der Leuchtfleck ruhig an einer Stelle steht, obwohl er von einem ständigen Strom einzelner Elektronen erzeugt wird.
