Elektronen in einem homogenen Magnetfeld

ana · Anmeldungsdatum: 26.10.2011 Beiträge: 1

Meine Frage:
hi leute,
also ich hab hier gerade schwer an einem Arbeitsblatt zu kauen.
dazu hab ich 2 fragen:
1. wieso bewegen sich elektronen im Magnetfeld überhaupt im kreis?
2. wie rechne ich wenn ich wissen möchte, wie groß die magnetische flussdichte sein muss, damit die elektronen das Feld an einem bestimmten punkt wieder verlassen?

Ich wäre euch super dankbar, wenn ihr mir helfen könntet!

Meine Ideen:
zu 1. : hat das etwas mit der Zentrifugalkraft zu tun?
zu 2.: habe ich keine ahnung, wie ich den Punkt in eine Gleichung mit der Flussdichte bringen soll

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Das liegt daran, dass die Lorentzkraft als Zentrifugalkraft wirkt.

Uriezzo · Anmeldungsdatum: 15.09.2011 Beiträge: 281 Wohnort: Großostheim

Elektronen bewegen sich nicht prinzipiell im Magnetfeld im Kreis. Nur wenn sie relativ zu dem Magnetfeld bereits in Bewegung sind, ist das der Fall. Dann wirkt auf die Teilchen eine Kraft senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung. Eine solche senkrecht zur Bewegungsrichtung wirkenden Kraft wirkt immer als Zentripetalkraft: Sie ändert nicht den Betrag der Geschwindigkeit der Teilchen, sondern nur die Richtung und zwingt die Teilchen so in eine Kreisbewegung. Ruhende Elektronen erfahren diese Kraft nicht.

Für Fortgeschrittene:
Würde man sich mit den Elektronen mitbewegen, würde man erkennen, dass im Ruhessystem des Elektrons neben dem Magnetfeld ein elektrisches Feld wirkt. Dieses elektrische Feld steht senkrecht auf dem Magnetfeld und ist die eigentliche Ursache für die Kraft auf das Elektron senkrecht zu dessen Bewegungsrichtung.
Magnetische und elektrische Felder sind nämlich nicht unabhängig voneinander, sondern erscheinen einmal mehr als elektrische Felder, ein andermal mehr als magnetische Felder, je nach dem, in welchem Bewegungszustand ich mich gerade befinde. Deshalb spricht man auch vom elektromagnetischen Feld. Erklärt wird dieses Verhalten so richtig erst mit Einsteins Relativitätstheorie.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

elisa · Gast

was ist denn eine feldkonfiguration?
kann ich da mit einem Koordinatensystem arbeiten?
ok, sagen wir, die kondensatorplatten bilden mit je den äußeren magnetfeldlinien ein Quadrat. die Länge ist 12 cm und die breite 10. dann könnte man doch sagen hälfte von der breite ist der radius eines imaginären kreises im Feld. dann ist doch beim Austrittspunkt auch dieser radius?
oder denke ich irgendwie in eine völlig falsche richtung?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

In der von Dir jetzt beschriebenen Konfiguration elektrisches und magnetisches Feld werden sich die Elektronen nur dann auf einer Kreisbahn bewegen, wenn das elektrische Feld Null ist oder wenn Coulombkraft und Lorentzkraft entgegengesetzt gleich groß sind (der Kreisbahnradius ist dann unendlich groß, d.h. die Elektronen fliegen auf einer Geraden). Was Du beschreibst ist ein Geschwindigkeitsfilter, denn nur bei Elektronen mit einer bestimmten Geschwindigkeit ist die (geschwindigkeitsabhängige) Lorentzkraft gleich der (geschwindigkeitsunabhängigen)Coulombkraft.

Der ursprüngliche Fragesteller/Fragestellerin (ana=elisa?) sprach aber nur von den Verhältnissen einer bewegten Ladung im Magnetfeld ohne elektrisches feld.

Welches sind denn nun die eigentlichen Fragen?