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Technische Daten
3.
Heizspannung:
Anodenspannung:
Anodenstrom:
Ablenkspannung:
Glaskolben:
Gesamtlänge:
Gasfüllung:
4. Bedienung
Zur Durchführung der Experimente mit der Doppel-
strahlröhre sind folgende Geräte zusätzlich erforder-
lich:
1 Röhrenhalter S
1 DC Netzgerät 500 V
oder
1 DC Netzgerät 500 V
1 Helmholtz-Spulenpaar S
1 Analog Multimeter AM50
4.1 Einsetzen der Röhre in den Röhrenhalter
•
Röhre nur bei ausgeschalteten Versorgungsgerä-
ten ein- und ausbauen.
•
Röhre mit leichtem Druck in die Fassung des
Röhrenhalters schieben bis die Stiftkontakte
vollständig in der Fassung sitzen, dabei auf ein-
deutige Position des Führungsstiftes achten.
4.1 Entnahme der Röhre aus dem Röhrenhalter
•
Zum Entnehmen der Röhre mit dem Zeigefinger
der rechten Hand von hinten auf den Führungs-
stift drücken bis sich die Kontaktstifte lösen.
Dann die Röhre entnehmen.
Versuchsbeispiele
5.
5.1 Abschätzung von e/m
Ein Elektron der Masse m mit der Ladung e, das sich
mit der Geschwindigkeit v senkrecht zu einem mag-
netischen Feld B bewegt, erfährt die Kraft F, die senk-
recht sowohl zu B und v wirkt:
F =
Sie zwingt das Elektron in eine Kreisbahn mit dem
Krümmungsradius R in einer Ebene senkrecht zu B.
Die Zentripetalkraft ist gegeben durch
mv
=
F
Daraus folgt:
max. 7,5 V AC/DC
max. 100 V DC
max. 30 mA
max. 50 V DC
ca. 130 mm Ø
ca. 260 mm
Helium mit einem
Druck von 0,1 Torr
U185001
U33000-115
U33000-230
U185051
U17450
evB
2
=
.
evB
R
Umstellen der Gleichung ergibt:
Wird der Elektronenstrahl einem bekannten magneti-
schen Feld der Größe B ausgesetzt und v und R aus-
gerechnet, so kann das Verhältnis e/m bestimmt
werden.
Nach dem Energieerhaltungsgesetz ist die Verände-
rung der kinetischen Energie plus der potenziellen
Energie einer Ladung, die sich von Punkt 1 zu Punkt 2
bewegt, gleich Null, da keine Arbeit verrichtet wird.
⎛
1
1
2
−
⎜
mv
2
⎝
2
2
Für die Energie eines Elektrons in der Doppelstrahl-
röhre gilt:
Durch Auflösung nach v und Einsetzen in die Glei-
chung ergibt sich:
Daraus folgt:
Der Ausdruck e/m ist die spezifische Ladung eines
Elektrons und hat die feste Größe (1,75888 ±
11
0,0004) x 10
C/kg.
5.1.1 Bestimmung von B
Die Spulen haben einen Durchmesser von 138 mm
und in der Helmholtz-Anordnung eine Flussdichte B
von
=
μ
B
H
0
und
2
B
I
wobei
der Strom in den Helmholtzspulen ist.
H
Weiter gilt
e
=
m
und
=
2
I
k
H
5.1.2 Bestimmung von R
Der Elektronenstrahl tritt bei C aus der Elektronen-
kanone auf der Längsachse der Röhre, die eine
2
v
B =
tesla
e
R
m
e
v
=
m
BR
⎞
(
)
2
+
−
=
⎟
mv
eU
eU
0
1
2
1
⎠
1
=
2
eU
mv
A
2
e
v
=
m
BR
2
U
e
=
A
2
2
m
B
R
-3
I
= (4.17 x 10
)
tesla
H
−
=
⋅
6
2
17
.
39
10
I
H
U
⋅
⋅
5
A
1
.
15
10
2
2
I
R
H
U
A
2
R
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