Einleitung

Aufgaben mit Elektronen und Protonen, die sich in Magnetfeldern im Kreis bewegen oder abgelenkt werden.
Die Lorentzkraft wird dabei der Zentripetalkraft oder der elektrischen Kraft gleichgesetzt.

54 Minuten Erklärungen in 4 Aufgaben von Koonys Schule.

Aufgaben

1

Ein Proton bewegt sich in einem homogenen Magnetfled der Flussdichte $ 2\,\mathrm{\frac{Vs}{m^2}} $ mit einer Geschwindigkeit $ v = 7,5\cdot 10^5\,\mathrm{\frac{m}{s}} $ senkrecht zu den Feldlinien.

Berechnen Sie den Radius seiner Kreisbahn.

2

In einem bestimmten Gebiet des interstellaren Raumes gibt es freie Elektronen mit der kinetischen Energie $ 10^{-3}\,\mathrm{eV} $, die sich auf Kreisbahnen mit dem Radius
$ r = 2,5\cdot 10^4\,\mathrm{m} $ bewegen.

Berechnen Sie die magnetische Flussdichte, die die Teilchen auf der Bahn hält.

3

Ein Elektron und ein Heliumkern werden mit der Geschwindigkeit $ v_E $, $ v_{He} $ in das gleiche homogene Magnetfeld geschossen. Beide Teilchen beschreiben eine Kreisbahn mit demselben Radius $ r $.

In welchem Verhältnis stehen die Geschwindigkeiten zueinander?

($ Q_{He} = 2\cdot e $, $ m_{He} = 6,6442\cdot 10^{-27}\,\mathrm{kg} $)

4

Kombination von E- und B-Feld

Ein Elektron der Geschwindigkeit $ \vec{v} $, $ v = 2,0\cdot 10^7\,\mathrm{\frac{m}{s}} $, soll das Blendenpaar $ B_1 $, $ B_2 $ und das elektrische Feld zwischen den Platten des Plattenkondensators ($ U = 1,0\,\mathrm{kV} $, $ d = 4,0\,\mathrm{cm} $) unabgelenkt passieren. Hierfür wird dem elektrischen Feld ein geeignetes homogenes Magnetfeld gleicher Ausdehnung überlagert.

Wie verlaufen die Feldlinien dieses Magnetfeldes?

Welchen Betrag besitzt die magnetische Flußdichte?

Wie verhält sich das Elektron, wenn es die Geschwindigkeit $ \vec{v_1} > \vec{v} $ bzw. $ \vec{v_1} < \vec{v} $ besitzt?

Kann auch ein Proton der Geschwindigkeit $ \vec{v} $ diese Anordnung unabgelenkt passieren? (Begründung!)

Ein Bild aus der Koonys Schule Aufgabe afc90.

PDF zum Drucken

Weitere Arbeitsblätter

Wochenübung mit Klammern und Gleichungen

29 min, 7 Aufgaben #1234

7 Aufgaben für 7 Tage. Es müssen Klammern aufgelöst, Terme zusammengefasst und vor allem Gleichungen gelöst werden. Dabei treten unter anderem auch mal Brüche, die binomischen Formeln und die pq-Formel mit auf.

Übungen zu kombinatorischen Abzählverfahren

29 min, 8 Aufgaben #1648

Ob mit oder ohne Reihenfolge und mit oder ohne Wiederholung: die Frage, die sich stellt, ist immer die gleiche: wie viele Möglichkeiten gibt es? Bei den Aufgaben kommt man noch häufig durch Abzählen zur Lösung.

Übungsaufgaben Wahrscheinlichkeitsrechnung

39 min, 5 Aufgaben #1652

Übungsaufgaben mit Baumdiagrammen und Abzählverfahren. Mit dabei sind das Werfen von zwei Würfeln, Urnen mit Kugeln (mit bzw. ohne zurücklegen), Kombinatorik im Modehaus und Rosinenbrötchen.

Übungen zur Differenzialrechnung

98 min, 8 Aufgaben #1560

Typische Aufgaben zur Differenzialrechnung. Also Ableiten, Nullstellen berechnen, Graphen skizzieren, Tangentengleichungen und Schnittwinkel berechnen und natürlich Hoch- und Tiefpunkte bestimmen.

Binomische Formeln

89 min, 11 Aufgaben #3120

Alles rund um die binomischen Formeln. Voraussetzung ist das Auflösen von doppelten Klammern (doppeltes Distributivgesetz). Darauf aufbauend wird auf das Vereinfachen von Termen eingegangen bei denen die binomischen Formeln von einfach bis schwer zur Anwendung kommen. Danach wird der Spieß umgedreht und Terme mit den binomischen Formeln faktorisiert. Krönender Abschluss bilden Gleichungen bei denen man ... *trommelwirbel* ... binomische Formeln braucht.

Die Idee

Kontakt

kontakt@koonys.schule

+49 163 529 59 15

© Christian Schmidt - Impressum