Referat Felix Böttcher vom 14.01.1998
Ionen im elektrischen und magnetischen Feld, Geschwindigkeitsfilter
 Zweifach
positiv geladene Ionen der Masse m = 1,50·10-26kg bewegen
sich mit der Geschwindigkeit v0 = 1,64·105ms-1
durch die Blende Bl1. Im Abstand l = 50,0mm hinter Bl1
befindet sich eine zweite Blende B12, die gegenüber Bl1
um b = 12,0mm versetzt ist.
Im gesamten Bereich zwischen den Blenden existiert ein homogenes elektrisches
Feld in y-Richtung. Durch dieses Feld werden die Ionen so abgelenkt, daß
ihre Bahn durch die Blende Bl2 führt.
a) Berechnen Sie die Zeit, die die Ionen brauchen, um von Bl1
nach Bl2 zu gelangen, sowie den Betrag der elektrischen Feldstärke.
[zur Kontrolle E = 1,21·104Vm-1]
Lösung
b) Mit welchem Geschwindigkeitsbetrag und unter welchem Winkel
gegenüber der ursprünglichen Flugrichtung (x-Achse) bewegen sich
die Ionen durch Bl2? Lösung
Das elektrische Feld wird nun abgeschaltet und durch ein homogenes Magnetfeld
ersetzt, welches wiederum auf den Raum zwischen den beiden Blenden beschränkt
ist Die Ionen durchlaufen im Magnetfeld einen Kreisbogen in der x-y-Ebene
und verlassen das Feld durch die Blende Bl2.
c) Berechnen Sie unter Verwendung einer übersichtlichen Zeichnung
den Bahnradius r. Ermitteln Sie ferner die Richtung der Flußdichte
B , und berechnen Sie ihren Betrag. Lösung
Zusatzfragen:
Wie müssen E - und B - Feld gerichtet sein, dass sich die Kräfte
auf ein geladenes Teilchen aufheben? Lösung
Wie groß müssen E und B sein, damit Fgesamt =
0 ist? Lösung
Wie kann diese Anordnung als Geschwindigkeitsfilter eingesetzt werden?
Warum? Lösung
Durchführung eines Versuchs zum Geschwindigkeitsfilter. Beschreibung
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