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Ein Proton des Sonnenwinds
AFBDie Sonne sendet ständig geladene Teilchen aus, den Sonnenwind. Ein Proton fliegt hoch über dem Äquator senkrecht nach unten auf die Erde zu. Das Erdmagnetfeld verläuft dort waagerecht nach Norden; in M1 blickst du nach Norden, das Feld zeigt also in die Zeichenebene hinein.
M1Blick nach Norden
- Nenne die Gleichung für den Betrag der Lorentzkraft und die Bedeutung der vorkommenden Größen.Tipp a)
Die Kraft hängt von Ladung, Geschwindigkeit, Flussdichte und einem Winkel ab.
- Gib die Lorentzkraft auf ein Proton an, das im Erdfeld ruht, und auf eines, das sich längs der Feldlinien bewegt.Tipp b)
Setze \(v=0\) bzw. \(\alpha=0^\circ\) in die Gleichung ein.
- Zeichne in eine Skizze von M1 die Richtung der Lorentzkraft auf das Proton ein.Tipp c)
Drei-Finger-Regel der rechten Hand: Daumen in Bewegungsrichtung der positiven Ladung, Zeigefinger in Feldrichtung.
- Skizziere den Betrag der Lorentzkraft auf ein Proton mit festem Tempo in Abhängigkeit vom Winkel \(\alpha\) zwischen \(\vec v\) und \(\vec B\) für \(0^\circ\le\alpha\le180^\circ\).Tipp d)
Welcher Faktor in der Gleichung hängt vom Winkel ab? Wo hat er Nullstellen, wo sein Maximum?
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Elektronenstrahl im Querfeld
AFB3
Das Erdfeld und die Elektronenstrahlröhre
AFB4
Ablenkmagnet einer Ionenstrahlanlage
AFB5