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Bewegte Ladung im e-Feld (senkrecht zur Feldrichtung) + Herleitung

Physik - simpleclub6:52 435.215 Aufrufe veröffentlicht Auf YouTube

Das Wichtigste aus dem Video

Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.

Transkriptautomatisch erstellt · 44 Zeilen
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  1. Das ist Jan. Jan hat endlich verstanden, was passiert, wenn wir eine Probeladung parallel zu den Feldlinien in ein E-feld geben. Aber wir können Teilchen nicht
  2. nur parallel zu den Feldlinien einschießen, wir können sie auch senkrecht zu den Feldlinien einschießen. Und das ist ziemlich nützlich für
  3. unseren Fernseher und sonstige Dinge. Also legen wir los. Heute wollen wir über geladene Teilchen reden, die senkrecht zur Feldrichtung in
  4. ein E-feld fliegen. Geladene Teilchen waren noch mal genau Proton und Elektronen. Und wir wissen auch noch, wie ein E-Feld aussieht. Richtig, es
  5. sind zwei getrennte Ladungen mit ihren Feldlinien von plus nach minus. Sie haben den Abstand d und zwischen ihnen liegt die Spannung U. Jetzt nehmen wir
  6. einen Elektron und legen es auf die Minusplatte. Das Elektron hat die Masse M. und die Ladung K. Wie wir wissen, wird das Elektron zur Plusplatte
  7. beschleunigt. Das war die Teilchenbewegung im E-Feld parallel zu den Feldlinien. Daraus hatten wir die Formeln V = W√ 2* U* Q dur M und die
  8. Formel A = U* Q dur D mal M. Das solltet ihr jetzt können, denn darauf wollen wir aufbauen. Wenn ihr schon könnt, Aufmerksamkeit wieder zu mir. Hallo.
  9. Denn jetzt wollen wir das Teilchen senkrecht zu den Feldlinien einschießen. Was müssen wir da beachten? Genau, das Teilchen hat eine Anfangsgeschwindigkeit
  10. in X-Richtung. Das könnte es schwer machen, macht's aber nicht. Wie beim freien Fall betrachten wir zwei Teilbewegungen. Einmal die
  11. Geschwindigkeit in X-Richtung und einmal die Geschwindigkeit in Y Richtung. Die Geschwindigkeit in der X-Richtung bleibt konstant. Es wirgt keine Kraft auf das
  12. Teilchen. Somit wird es weder abgebremst noch beschleunigt. Es gilt Vx = konstant. Der schwere Teil muss also bei der
  13. Geschwindigkeit in Y Richtung sein. Falsch gedacht, kannst du auch schon. Schauen wir nur auf die y Richtung, so fliegt das Teilchen parallel zu den
  14. Feldlinien. Genau das kennen wir ja schon. Das war einfach der Fall, den wir im letzten Video behandelt haben, nämlich die Bewegung parallel zu den
  15. Feldlinien. Wenn es ein Elektron ist, wird es zum Pluspull beschleunigt. Ist es ein Proton, wird es zum Minuspull beschleunigt. Das war ja eine
  16. beschleunigte Bewegung. Sprich, für die Teilchen in y Richtung können wir dieselben Formeln verwenden. Die Geschwindigkeit in y Richtung lässt dich
  17. leicht berechnen. Das Teilchen wird mit a beschleunigt. V = A* T kennen wir auch. Das gilt immer für beschleunigte Bewegung. Das setzen wir jetzt zusammen.
  18. Dann sieht es so aus, nämlich vy= U mal q d mal n und am Ende mal t. Ja, wir schreiben jetzt vy, weil wir wollen ja die Geschwindigkeit in y Richtung. Damit
  19. steht die Geschwindigkeit in die y Richtung. Fehlt nur noch die Durchflugszeit t. Das ist die Zeit, wie lange sich das Teilchen im E-Feld
  20. befindet. Es tritt ja mit VX in das E-Feld ein und irgendwann fliegt es ja wieder raus. Um die Durchflugszeit herauszufinden, nehmen wir einfach die
  21. Länge X des E-Feldes. Da das ja eine konstante Bewegung war, dürfen wir jetzt V = s dur t verwenden. Wir halten nach Umstellen t = s dur v. Unsere Strecke,
  22. die wir durchfliegen, ist nun X, also ist S einfach X. und unsere Geschwindigkeit, mit der wir in X-Richtung fliegen, ist Vx. So einfach
  23. geht's. Setzen wir das wieder zusammen. So erhalten wir Vy. Dann gilt Vy = U* Q d* M* X dur V. Das ist schon mal die Geschwindigkeit in y Richtung. Jetzt
  24. wollen wir noch herausfinden, wie weit das Teilchen abgelenkt wird. Also diese Strecke y. Es gilt wieder aus der klassischen Mechanik S = 1/2* A* T². Das
  25. Leute gilt immer für beschleunigte Bewegung. Y ist unser S. Von gerade eben kennen wir ja noch unsere Beschleunigung A und unser T. Das T war die
  26. Durchflugszeit. Jetzt setzen wir zuerst das A ein und dann noch unser T. Damit lautet unsere Ableckungsstrecke y = 1/2* U* Q* X² dur d* M* VX². Ganz einfach,
  27. ne? Schießen wir also ein Teilchen senkrecht zu den Feldlinien in ein E-Feld, dann wird es in y Richtung beschleunigt. Es erreicht in y Richtung
  28. die Geschwindigkeit vy= u* q dur d mal* m* x dur vx und es wird um die Strecke y = 1/2* u* q* x² dur d mal* m* vx² abgelenkt. Das war die zweite
  29. Teilbewegung unseres heutigen Videos. Es geht aber noch weiter. Es fehlt ja noch die Endgeschwindigkeit, weil wir haben bisher ja nur die Geschwindigkeit in y
  30. Richtung betrachtet. Dazu schauen wir uns noch mal den Versuchsaufbau an. Es gibt theoretisch drei Geschwindigkeiten. Einmal die in X-Richtung, also VX.
  31. Einmal die in y Richtung, also VY und einmal die Gesamtgeschwindigkeit. Erinnert stark an ein Dreieck, oder? Stimmt auch. Wenden wir einfach mal den
  32. Satz des Pythagoras an. Da gilt dann v gesamt = wzel vy² + vx². Damit haben wir auch v gesamt ausgedrückt durch einfaches Analysieren.
  33. So finden wir auch den Austrittswinkel. Dieser ist Alpha und lässt sich durch den Tangens ausdrücken. Tangenz ist die Gegenkathete durch die Ankathete. Die
  34. lilane Strecke ist die Gegenkathete und die weiße die Ankathete. Bei uns gilt also Tangens Alpha = vyx. Das ist der Austrittswinkel des
  35. Teilchens. Damit haben wir alle Eventualitäten für Klausuren abgedeckt. Es war viel, aber machbar. Fassen wir noch einmal zusammen. Dann habt ihr
  36. alles, was ihr braucht auf einen Fleck. Schießen wir ein geladenes Teilchen in ein elektrisches Welt, so wird es abgelenkt. Wir können diese Bewegungen
  37. zwei Teilbewegungen unterteilen. In X-Richtung fliegt das Teilchen ungestört weiter. In Y Richtung wird es beschleunigt, da es hier parallel zu den
  38. Feldlinien ist. Es wird auf die Geschwindigkeit vy = u* q dur d* m* x dur dur vx in y Richtung beschleunigt und es wird um die Strecke y = 1/2* U*
  39. q* X² durch d mal* m* vx² beim Austritt aus dem Kondensator abgelenkt sein. Setzen wir beide Teilbewegung zusammen, so resultiert die Endgeschwindigkeit v
  40. Gesamt = Wurzel vy² + Vx² und der Austrittswinkel Tangens alpha = vyx. Das sind alle Formeln und der Sinn dahinter. Und warum ist es jetzt füren
  41. Fernseher wichtig? Bei den alten Röhrenbildschirmen wurde der Bildschirm mit Elektronen beschossen. Diese wurden mit einem E-feld beschleunigt und mit
  42. einem weiteren E-Feld auf den Pixel im Bildschirm abgelenkt, auf den sie auftreffen wollten. Das muss natürlich stimmen, sonst gibt's kein Bild. Das
  43. Ganze nennt sich auch Braunsche Röhre. Wenn es euch interessiert, zieht euch doch einfach das Video von uns rein. Klickt jetzt auf abonnieren, um ohne
  44. großen Aufwand gut in der Schule zu sein. Wir sind The Simple Club und immer für euch da. Haut rein und bis zum nächsten Mal. Tcho.

Zum Nachlesen

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