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Elektronenkanone im Oszilloskop
AFBIn der Bildröhre eines Oszilloskops treten Elektronen praktisch ruhend aus einer geheizten Kathode aus. Zwischen Kathode und Anode liegt \(U=1{,}5\,\mathrm{kV}\), der Abstand beträgt \(d=3{,}0\,\mathrm{cm}\) (M1). Das Feld ist homogen, die Röhre evakuiert. Rechne mit \(e=1{,}602\cdot10^{-19}\,\mathrm C\), \(m_\text{e}=9{,}109\cdot10^{-31}\,\mathrm{kg}\) und \(g=9{,}81\,\mathrm{\tfrac{m}{s^2}}\).
M1Beschleunigungsstrecke der Elektronenkanone
- Gib mithilfe von M1 die Richtung der Kraft auf die Elektronen an.Tipp a)
Die Feldlinien zeigen die Kraftrichtung auf eine positive Ladung.
- Berechne den Betrag der Kraft auf ein Elektron und seine Beschleunigung.Tipp b)
Erst \(E=\tfrac{U}{d}\), dann \(F=e\,E\), dann \(a=\tfrac{F}{m_\text{e}}\).
- Nenne den Grund, warum die Gewichtskraft der Elektronen dabei vernachlässigt wird.Tipp c)
Vergleiche \(m_\text{e}\cdot g\) mit der Feldkraft.
- Bestimme die Zeit, die ein Elektron von der Kathode bis zur Anode braucht.Tipp d)
Gleichmäßig beschleunigt aus der Ruhe: \(d=\tfrac12\,a\,t^{2}\).
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Protonen aus der Ionenquelle
AFB3
Flugzeiten im Vergleich
AFB4
Ein unbekanntes Ion
AFB5