Zyklotron < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 22:02 Di 21.05.2013 | | Autor: | medphys |
| Aufgabe | Ein Elektron (Ladung e, Geschwindigkeit v=1600 [mm] \frac{km}{s}) [/mm] werde senkrecht in ein homogenes Magnetfeld der Stärke B=1mT geschossen. Anschließend bewegt sich das Teilchen auf einer Kreisbahn mit Radius R=1cm.
Nun werde ein zweites Teilchen gleicher Ladung und Geschwindigkeit senkrecht in das Magnetfeld geschossen. Um es auf einer Kreisbahn mit dem selben Radius R=1cm zu halten wird allerdings ein Magnetfeld von B*=2T benötigt.
a) Um welches Teilchen könnte es sich handeln? Begründen Sie ihre Antwort
b) Berechnen Sie die Zyklotronfrequenz [mm] \omega_c [/mm] dieses Teilchens und vergleichen Sie diese mit der des Elektrons. Interpretieren Sie den Vergleich. Worum handelt es sich anschaulich bei der Zyklotronfrequenz? |
Hallo,
ich bin mir bei Aufgabenteil a) nicht ganz sicher, welches Teilchen gemeint ist. Ich habe erstmal für das Kräftegleichgewicht die Masse des Elektrons ausgerechnet, einfach nur um zu gucken wie nahe diese am "echten" Wert dranliegt.
[mm]evB=\frac{m_ev^2}{R} \leftrightarrow m_e\approx 1,001*10^{-30} kg[/mm]
Dann habe ich die Masse des 2. Teilchens bestimmt:
[mm]m_x=\frac{eB*R}{v}\approx 2*10^{-27} kg[/mm]
Die Masse des Teilchens ist damit ungefähr so groß wie die eines [mm] \alpha-Teilchens.
[/mm]
Aber dann stimmt ja die Ladung nicht überein. Komme leider auf keine andere Lösung.
Bei b) hab ich für die Zyklotronfrequenz [mm]\omega_c= \frac{v}{R}[/mm]
Somit stimmen die Zyklotronfrequenzen beider Teilchen überein, da diese nur abhängig von der Eintrittsgeschwindigkeit und dem Radius sind.
Anschaulich beschreibt die Zyklotronfrequenz die Umlauffrequenz der Teilchen im homogenen Magnetfeld. Das ist alles was ich zu dieser Aufgabe habe.
Gruß
medphys
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:13 Di 21.05.2013 | | Autor: | chrisno |
Wie kommst Du denn auf ein alpha?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:32 Di 21.05.2013 | | Autor: | medphys |
Wegen der Masse habe ich gedacht. Oder ist die nicht in der Größenordnung?
Wenn es nicht das ist, welches Teilchen kann es denn sein?
Medphys
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:37 Di 21.05.2013 | | Autor: | chrisno |
Welche Masse hat den ein Alpha-Teilchen? Woraus besteht ein Alpha-Teilchen?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 08:46 Do 23.05.2013 | | Autor: | medphys |
Aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Die Neutronen habe ich leider vergessen. Welches Teilchen kann es denn nun sein? Und wie sieht der Rest der Aufgabe aus?
Gruß
Medphys
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(Antwort) fertig | | Datum: | 09:14 Do 23.05.2013 | | Autor: | chrisno |
Vergleiche die Masse des Alphas mit der, die Du berechnet hast. Welche ganze Zahl kommt dabei näherungsweise als Faktor heraus?
Deine Antwort zu b finde ich in Ordnung.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:27 Do 23.05.2013 | | Autor: | medphys |
Das Alpha-Teilchen ist ungefähr dreimal so schwer wie das Teilchen was ich suche. Sagt mir leider auch nicht viel.
Medphys
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:44 Do 23.05.2013 | | Autor: | chrisno |
> Das Alpha-Teilchen ist ungefähr dreimal so schwer wie das
> Teilchen was ich suche. Sagt mir leider auch nicht viel.
>
So groß st de Auswahl nicht:
[mm] $m_{Proton} [/mm] = 1,673 [mm] \cdot 10^{-27}$kg [/mm] und
[mm] $m_{Neutron} [/mm] = 1,675 [mm] \cdot 10^{-27}$kg
[/mm]
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