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Kennlinie eines Wien-Filters
AFBIn einem Elektronenstrahl-Experiment wird ein Wien-Filter mit dem Plattenabstand \(d=2{,}0\,\mathrm{cm}\) und der Flussdichte \(B=5{,}0\,\mathrm{mT}\) betrieben. M1 zeigt, welche Geschwindigkeit der Filter bei welcher Plattenspannung \(U\) durchlässt.
M1Durchlassgeschwindigkeit
- Nenne die Bedingung, unter der ein geladenes Teilchen den Wien-Filter geradlinig durchfliegt.Tipp a)
Zwei Kräfte wirken gegeneinander.
- Gib die beiden Teilcheneigenschaften an, von denen die Durchlassgeschwindigkeit nicht abhängt.Tipp b)
Schau dir die Merke-Formel \(v=\tfrac EB\) an.
- Lies aus M1 die Spannung ab, die für \(v=3{,}0\cdot10^{6}\,\tfrac{\mathrm m}{\mathrm s}\) nötig ist.Tipp c)
Gehe auf der Hochachse zu 3 und von dort waagerecht zur Geraden.
- Berechne für diese Spannung die elektrische Feldstärke und daraus die Durchlassgeschwindigkeit.Tipp d)
\(E=\tfrac Ud\) mit \(d\) in Metern, dann \(v=\tfrac EB\) mit \(B\) in Tesla.
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Der Geschwindigkeitsfilter
AFB3
Protonen und α-Teilchen im Filter
AFB4
Isotope im Massenspektrometer
AFB5