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e/m-Messung mit der Fadenstrahlröhre
Im homogenen Magnetfeld B des Helmholtz-Spulenpaares bewegen sich die in der Fadenstrahlröhre erzeugten freien Elektronen senkrecht zur Feldrichtung. Sie werden durch die Lorentz-Kraft auf eine Kreisbahn gezwungen. Zur Messung der spezifischen Ladung e/m bestimmt man entsprechend der Beziehung $$\frac{e}{m}=\frac{2\cdot U_{b}}{r^{2}\cdot B^{2}}$$die Radien r der Elektronenkreisbahnen für verschiedene Beschleunigungsspannungen Ub und Spulenstrom-stärken I. Der Maßstab hierfür wurde bei ausgebauter Röhre in der Bahnebene der Elektronen fotografiert. Damit entfällt der sonst störende Parallaxen-Effekt.
Hinweise und Anregungen
- Für die Abhängigkeit der magnetischen Feldstärke B im Helmholtz-Spulenpaar vom Spulenstrom I gilt B = k . I. Mit dem → IBE V06-03a kann der Proportionalitätsfaktor k ermittelt werden.
- Zur Auswertung lässt sich die obige Beziehung so umformen, dass die spezifische Ladung e/m als Steigung grafisch bestimmbar ist: $$\frac{2\cdot U}{\left ( k\cdot I \right )^{2}}=\frac{e}{m}r^{2}.$$
- → IBE zum Versuchsaufbau.
Schalte beide Netzgeräte und das Multimeter ein.
Klicke auf die Knöpfe zum Einstellen von Ub und I.
Schalte die Lampe aus.
Anklicken der Röhre zeigt eine Vergrößerung.
Der nun einblendbare Maßstab ist dreh- und verschiebbar.
Fadenstrahlröhre
Helmholtz-Spulenpaar
Röhren-Netzgerät
Ub
Ub
Netzgerät für den Spulenstrom I
Autor: jki letzte Änderung: 19.03.2025 07:19 | Freie Universität Berlin | AG Didaktik der Physik BY-NC 4.0