Elektronen mit einer Energie

wer258 · Anmeldungsdatum: 24.10.2016 Beiträge: 40

Hallo.

Elektronen mit einer Energie von 500 eV bewegen sich in einem homogenen Magnetfeld auf einer kreisförmigen Bahn mit r=2,6 cm.
a) Wie stark ist das Magnetfeld?
b) Das Magnetfeld wird mit HELMHOLTZ-Spulen erzeugt. Für diese gilt die Gleichung:

Dabei sind N die Windungszahl einer Spule, R der Spulenradius, s der halbe wirksame Abstand der Spulen und I die Stromstärke. Geben Sie eine Variante an, bei der die bei Aufgabenteil a berechnete Stärke des Magnetfelds erreicht wird!

Stimmt a)?
Wie geht b)? Muss ich die Gleichung von b) umformen?

a)

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

wer258 · Anmeldungsdatum: 24.10.2016 Beiträge: 40

Danke.

autor237 · Anmeldungsdatum: 31.08.2016 Beiträge: 509

Zur Aufgabe b:

Da musst du sinnvolle Angaben für die frei wählbaren Größen N, I, R und s machen. µ_r ist ja ca. 1 in Luft (wobei das Experiment wohl im Vakuum stattfinden sollte, damit die Elektronen nicht mit Luftmolekülen kollidieren).

Üblicherweise wird s=R/2 verwendet. I würde ich vorsichtshalber <10A wählen, damit sich die Spulen nicht allzu sehr erwärmen und dadurch die Isolierschicht wegschmilzt (Drahtdurchmesser ca. 1mm). R musst du ja wohl >2,6 cm wählen, damit sich die Elektronen auf einer Kreisbahn mit einem Radius von 2,6 cm bewegen können. Mit den gewählten Werten kannst du dann die Formel für die Flussdichte nach der Windungszahl umstellen.