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Forum "Sonstiges" - Beschleunigungsspannung
Beschleunigungsspannung < Sonstiges < Schule < Mathe < Vorhilfe
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Beschleunigungsspannung: Frage (überfällig)
Status: (Frage) überfällig Status 
Datum: 15:22 Sa 20.03.2021
Autor: hase-hh

Aufgabe
In einem Massenspektroskop werden Ionen beschleunigt.

Gegeben sind:

d= 5 cm   [mm] B_1 [/mm] = 0,1 T   [mm] B_2 [/mm] = 0,05 T  

Es befindet sich ein stabiles Bor-Isotopengemisch im Massenspetroskop, dass aus zwei Isotopen besteht. Jeweils dreifach positiv geladene Ionen.  



Die leichteren Teilchen erreichen das Magnetfeld [mm] B_2 [/mm]  bei einer  Kompensationsspannung [mm] U_{k1} [/mm] = 1032 V, die schwereren Teilchen bei [mm] U_{k2} [/mm] = 984 V. Die Fotoplatte (Detektorplatte) führt auf die Radien [mm] r_1 [/mm] = 14,3 cm  bzw. [mm] r_2 [/mm] = 14,9 cm.  

Die Massen der Isotope betragen daher  [mm] m_1 [/mm] = 10,02 u   [mm] m_2 [/mm] = 10,96 u.


a) Mit welcher Beschleunigungsspannung [mm] U_b [/mm] wurden die Ionen in der Ionenquelle beschleunigt?

b) Mit welcher Geschwindigkeit treffen die Ionen auf die Fotoplatte?

Moin Moin,

nachdem ich die Massen bereits berechnet habe...


Hier fehlen mir die Ansätze!  Bin verwirrt. :(


zu a)
Wie kann ich die Beschleunigungsspannung [mm] U_b [/mm] berechnen?


Ich weiß,  

v = [mm] \wurzel{\bruch{2*U*q}{m}} [/mm]

Ich könnte auch [mm] E_{Kin} [/mm] berechnen, aber mit welcher [mm] U_k [/mm] ? Und was bringt mir das???


[mm] E_{Kin} [/mm] = [mm] \bruch{1}{2}*m*v^2 [/mm]


???



zu b) Hier weiss ich nur, dass sich die Ionen auf einer Kreisbahn bewegen.

Wäre hier die Zentripetalkraft [mm] mv^2/r [/mm]  hilfreich? ???



Danke & Gruß!

        
Bezug
Beschleunigungsspannung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:46 Sa 20.03.2021
Autor: HJKweseleit


> Hier fehlen mir die Ansätze!  Bin verwirrt. :(

Geht mir genau so.

Wozu hast du 2 Magnetfelder? Was bedeutet d? Was kompensiert die Kompensationsspannung?

Ohne Beschreibung der Versuchsanordnung kann ich nur raten...

... und das tue ich mal.

Wahrscheinlich sollst du die Masse der Teilchen zunächst gar nicht kennen. Aber du kennst ihre Ladung. Das Feld B1 lenkt mit Hilfe der Lorentzkraft und der Dreifachladung das Teilchen ab, wird aber durch das E-Feld des Kondensators (nanu, wo kommt der denn jetzt her?) daran gehindert. Daraus kannst du die Geschwindigkeit des Teilchens ermitteln. Mit Hilfe der Lorentzkraft von B2 und dem entsprechenden Radius sowie der Zentripetalkraft erhältst du dann die Masse des Teilchens.

Aus Masse und Geschwindigkeit ergibt sich die kin. Energie, die durch [mm] U_b [/mm] "erzeugt" wird, wie du schon richtig vermutet hast. Dabei sollte [mm] U_b [/mm] für beide Teilchenarten gleich sein (habe das aber nicht nachgerechnet).



Bezug
        
Bezug
Beschleunigungsspannung: Fälligkeit abgelaufen
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:20 Mo 22.03.2021
Autor: matux

$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
Bezug
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