Grundpraktikum i
Grundpraktikum I
Spezifische Ladung
des Elektrons (e-)
gerhild.gabath@ris.at
stephan@fundus.org
Gabath Gerhild Matr. Nr. 9802524
Mittendorfer Stephan Matr.
Nr. 9956335
Ziel des Versuches ist es, die spezifische Ladung des Elektrons zu bestimmen.
Messprinzip
Es wird ein Elektronenstrahl mittels einer Glühkathode und einer Beschleunigungsspannung erzeugt. Der Elektronenstrahl wird dabei mittels eines Fadenstrahlrohrs sichtbar gemacht.
Der Elektronenstrahl bewegt sich im Zentrum zweier Spulen (Helmholtz-Spulenpaar), die ein homogenes magnetisches Feld erzeugen.
In diesem Feld wirkt eine ständige Kraft auf das Elektron, die normal zur Bewegungsrichtung steht.
Dadurch erzeugt das Elektron eine Kreisbewegung. Die Kraft kann gleichgesetzt werden mit der Zentrifugalkraft , wodurch sich im Endeffekt das Verhältnis bestimmen läßt.
Die Geschwindigkeit ergibt sich aus dem Energieerhaltungssatz:
Berechnung:
Berechnung des Magnetfeldes:
Spule: 2 Spulen zu je n = 154 Wicklungen
Radius: R = 20cm
Abstand vom Strahl: a = 10cm
Aus der Geometrie der Spule ergibt sich:
Desto höher die Beschleunigungsspannung und je kleiner der Radius ist, desto näher kommt der gemessene Wert an den echten von 1,76*10^11 As/kg. Bei einer Beschleunigungsspannung von nur 150V ist schon eine extrem große Abweichung festzustellen.
Auswertung
Linear:
Logarithmisch:
r(I-1):
Ergebnis der spezifischen Ladung:
300
Volt Beschleunigerspannung
Radius (cm)
Stromstärke (A)
e/m
0,03
2,61
2,04133 * 10^11
4
1,93
5
1,52
250
Volt Beschleunigerspannung
Radius (cm)
Stromstärke (A)
3
2,39
4
1,74
5
1,39
200
Volt Beschleunigerspannung
Radius (cm)
Stromstärke (A)
3
2,16
4
1,52
5
1,22
150
Volt Beschleunigerspannung
Radius (cm)
Stromstärke (A)
2
2,82
3
1,8
4
1,32
5
1,04
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