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...@@ -104,6 +104,20 @@ $$ ...@@ -104,6 +104,20 @@ $$
Trägt man $I_{\mathrm{S}}^{2}$ gegen $U_{z}$ auf kann man $e/m_{\mathrm{e}}$ aus der Steigung sich ergebenden Geraden ableiten. Trägt man $I_{\mathrm{S}}^{2}$ gegen $U_{z}$ auf kann man $e/m_{\mathrm{e}}$ aus der Steigung sich ergebenden Geraden ableiten.
## Schaltplan für die Methode von Busch
Einen Plan zur Beschaltung für die Methode von Busch ist in **Abbildung 3** gezeigt:
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<img src="../figures/BuschSchaltplan.png" width="1000" style="zoom:100%;" />
**Abbildung 3**: (Plan zur Beschaltung für die Methode von Busch)
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Im Bild oben links ist die Rückseite der Spule gezeigt, die die Oszillographenröhre umgibt. Die Verkabelung der Schaltbox unten rechts im Bild entspricht der Beschaltung der Ablenkplatten in $y$-Richtung.
## Essentials ## Essentials
Was Sie ab jetzt wissen sollten: Was Sie ab jetzt wissen sollten:
......
# Hinweise für den Versuch Spezifische Ladung des Elektrons # Hinweise für den Versuch Spezifische Ladung des Elektrons
## Elektronenstrahl im homogenen Magnetfeld
## Fadenstrahlrohr
### Elektronenstrahl im homogenen Magnetfeld
In einem homogenen Magnetfeld der Stärke $\vec{B}$ wird ein Elektron senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung durch die [Lorentzkraft](https://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkraft) abgelenkt, wie in **Abbildung 1** dargestellt: In einem homogenen Magnetfeld der Stärke $\vec{B}$ wird ein Elektron senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung durch die [Lorentzkraft](https://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkraft) abgelenkt, wie in **Abbildung 1** dargestellt:
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$$ $$
aus dem sich $e/m_{\mathrm{e}}$ als Steigung einer Ursprungsgeraden bestimmen lässt, wenn man auf der $x$-Achse $d^{2}$ und auf der $y$-Achse $8\hspace{0.05cm}U/B^{2}$ aufträgt. Dabei bezeichnet $d$ den Durchmesser der Kreisbahn. aus dem sich $e/m_{\mathrm{e}}$ als Steigung einer Ursprungsgeraden bestimmen lässt, wenn man auf der $x$-Achse $d^{2}$ und auf der $y$-Achse $8\hspace{0.05cm}U/B^{2}$ aufträgt. Dabei bezeichnet $d$ den Durchmesser der Kreisbahn.
### Magnetfeld einer langen Spule ## Magnetfeld einer langen Spule
Das Magnetfeld einer langen Spule lässt sich mit Hilfe des [Ampèreschen Gesetzes](https://de.wikipedia.org/wiki/Amp%C3%A8resches_Gesetz#Magnetfeld_der_Spule) leicht berechnen: Das Magnetfeld einer langen Spule lässt sich mit Hilfe des [Ampèreschen Gesetzes](https://de.wikipedia.org/wiki/Amp%C3%A8resches_Gesetz#Magnetfeld_der_Spule) leicht berechnen:
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...@@ -60,7 +57,7 @@ $$ ...@@ -60,7 +57,7 @@ $$
\end{equation*} \end{equation*}
$$ $$
### Magnetfeld im Inneren zweier Helmholtz-Spulen ## Magnetfeld im Inneren zweier Helmholtz-Spulen
Unter der Bedingung, das der Abstand zwischen zwei [Helmholtz-Spulen](https://de.wikipedia.org/wiki/Helmholtz-Spule) $H_{1}$ und $H_{2}$ dem Radius $R$ der Spulen entspricht ist davon auszugehen, dass die **[Stärke des Magnetfelds $B(r)$ auf der radialen Symmetrieachse des Spulenpaares](https://de.wikipedia.org/wiki/Helmholtz-Spule#Berechnung_der_magnetischen_Flussdichte) besonders homogen** ist. Dabei bezeichnet $r$ den radialen Abstand von der Symmetrieachse der Spulen. In diesem Fall erwartet man in $r=0$, nach dem [Gesetz von Biot-Savart](https://de.wikipedia.org/wiki/Biot-Savart-Gesetz), die Feldstärke Unter der Bedingung, das der Abstand zwischen zwei [Helmholtz-Spulen](https://de.wikipedia.org/wiki/Helmholtz-Spule) $H_{1}$ und $H_{2}$ dem Radius $R$ der Spulen entspricht ist davon auszugehen, dass die **[Stärke des Magnetfelds $B(r)$ auf der radialen Symmetrieachse des Spulenpaares](https://de.wikipedia.org/wiki/Helmholtz-Spule#Berechnung_der_magnetischen_Flussdichte) besonders homogen** ist. Dabei bezeichnet $r$ den radialen Abstand von der Symmetrieachse der Spulen. In diesem Fall erwartet man in $r=0$, nach dem [Gesetz von Biot-Savart](https://de.wikipedia.org/wiki/Biot-Savart-Gesetz), die Feldstärke
...@@ -71,7 +68,7 @@ B(r=0) = \frac{8}{\sqrt{125}}\,\frac{\mu_{0}\,N\,I_{\mathrm{S}}}{R}. ...@@ -71,7 +68,7 @@ B(r=0) = \frac{8}{\sqrt{125}}\,\frac{\mu_{0}\,N\,I_{\mathrm{S}}}{R}.
$$ $$
Dieser Formel liegt die Annahme zugrunde, dass beide Spulen **in allen in Gleichung (3) auftretenden Parametern baugleich** sind. Dieser Formel liegt die Annahme zugrunde, dass beide Spulen **in allen in Gleichung (3) auftretenden Parametern baugleich** sind.
### Hall-Effekt ## Hall-Effekt
Wird ein stromdurchflossenes ausgedehntes Leiterstück senkrecht zur Stromdichte $\vec{j}$ von einem Magnetfeld $\vec{B}$ durchsetzt kommt es, durch die Wirkung der Lorentzkraft im Leiter, zur Ladungstrennung, wie in **Abbildung 3** gezeigt: Wird ein stromdurchflossenes ausgedehntes Leiterstück senkrecht zur Stromdichte $\vec{j}$ von einem Magnetfeld $\vec{B}$ durchsetzt kommt es, durch die Wirkung der Lorentzkraft im Leiter, zur Ladungstrennung, wie in **Abbildung 3** gezeigt:
...@@ -79,7 +76,7 @@ Wird ein stromdurchflossenes ausgedehntes Leiterstück senkrecht zur Stromdichte ...@@ -79,7 +76,7 @@ Wird ein stromdurchflossenes ausgedehntes Leiterstück senkrecht zur Stromdichte
<img src="../figures/HallEffekt.png" width="500" style="zoom:100%;" /> <img src="../figures/HallEffekt.png" width="500" style="zoom:100%;" />
**Abbildung 2**: (Mikroskopisches Modell des Hall-Effekts) **Abbildung 3**: (Mikroskopisches Modell des Hall-Effekts)
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...@@ -98,6 +95,20 @@ $$ ...@@ -98,6 +95,20 @@ $$
wobei $n_{e}$ der Ladungsträgerdichte im Leiter und $b$ der Breite des Leiterstücks entsprechen, es gilt also $U_{\mathrm{H}}\propto B$. wobei $n_{e}$ der Ladungsträgerdichte im Leiter und $b$ der Breite des Leiterstücks entsprechen, es gilt also $U_{\mathrm{H}}\propto B$.
## Schaltplan des Fadenstrahlrohrs
Einen Plan zur Beschaltung des Fadenstrahlrohrs ist in **Abbildung 4** gezeigt:
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<img src="../figures/FadenstrahlrohrSchaltplan.png" width="1000" style="zoom:100%;" />
**Abbildung 4**: (Plan zur Beschaltung des Fadenstrahlrohrs)
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Dieser Plan schließt die Beschaltung eines Wehneltzylinders mit ein. Im Praktikum befinden sich zwei neuere Aufbauten ohne Wehneltzylinder. Für diese Aufbauten entfällt die entsprechende Beschaltung.
## Essentials ## Essentials
Was Sie ab jetzt wissen sollten: Was Sie ab jetzt wissen sollten:
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