Nachweis der Lorentzkraft auf einzelne Elektronen

Geräte und deren Funktion:

Elektronenstrahlröhre als Versuchsobjekt,
Spannungsquelle für die Heizspannung,
Hochspannungsquelle für die Beschleunigungsspannung,
Stromquelle für den Erregerstrom,
Helmholtz-Spulenpaar für die Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes,
Leuchtschirm zum Nachweis der Elektronen

Versuchsaufbau:

Bild: Elektronenstrahlröhre

Versuchsdurchführung:

Zuerst wird die Heizspannung (6,3V) eingeschaltet. Dann wird die Beschleunigungsspannung auf 1,5KV eingestellt. Die Erregerstromstärke für das Magnetfeld wird auf 0,1A eingestellt.

Versuchsbeobachtungen:

Zuerst ist ein gerader Strahl zu sehen. Beim Einschalten des Stromes wird der Strahl kreisförmig nach oben abgelenkt. Je größer die Stromstärke, desto stärker ist die Krümmung der Kreisbahn. Bei Verringerung der Beschleunigungsspannung nimmt die Krümmung ebenfalls zu. Der Strahl ist nur auf dem Leuchtschirm zu sehen.

Video: Elektronenstrahl Entstehung.mp4


Bild: Elektronenstrahl nach oben abgelenkt

Versuchserklärung:

Die Elektronen sind nicht sichtbar, da sie für das menschliche Auge zu klein sind. Wenn die Elektronen auf den Leuchtschirm treffen, leuchtet der Leuchtschirm an dieser Stelle. Der Strahl besteht aus vielen einzelnen Elektronen auf diese wirkt im Magnetfeld die Lorentzkraft. Deshalb werden sie auf eine Kreisbahn abgelenkt. Damit ist nachgewiesen das die Elektronen jeweils einzeln durch die Lorentzkraft abgelenkt werden.

Berechnung der Geschwindigkeit der Elektronen:

Erstellt von Daniel 20.2.22