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07ce8454 · Roger Wolf · 4dfabe86 · 07ce8454 · 07ce8454
Commit 07ce8454 authored 6 months ago by Roger Wolf
--- a/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/Spezifische_Ladung_des_Elektrons.ipynb
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   "source": [
    "### Aufgabe 1.2: Elektronenbahn im Fadenstrahlrohr\n",
    "\n",
-    "Bestimmen Sie den Durchmesser $d$ der **Elektronenbahn im Fadenstrahlrohr** in zwei Messreihen: \n",
-    "\n",
-    " * Als Funktion der Anodenspannung $U_{\\mathrm{A}}$ für zwei verschiedene Spulenströme $I_{\\mathrm{S}}$.\n",
-    " * Als Funktion des Spulenstroms $I_{\\mathrm{S}}$ für zwei verschiedene Anodenspannungen $U_{\\mathrm{A}}$.\n",
+    " * Bestimmen Sie den Durchmesser $d$ der **Elektronenbahn im Fadenstrahlrohr** in zwei Messreihen: \n",
+    "   * Als Funktion der Anodenspannung $U_{\\mathrm{A}}$ für zwei verschiedene Spulenströme $I_{\\mathrm{S}}$.\n",
+    "   * Als Funktion des Spulenstroms $I_{\\mathrm{S}}$ für zwei verschiedene Anodenspannungen $U_{\\mathrm{A}}$.\n",
+    " * **Bestimen Sie $e/m_{\\mathrm{e}}$** aus den Daten beider Messreihen.\n",
    "\n",
    "---"
   ]
@@ -301,7 +301,7 @@
    "### Aufgabe 2.2: Bestimmung von $e/m_{\\mathrm{e}}$ \n",
    "\n",
    " * Messen Sie für **verschiedene Beschleunigungsspannungen $U_{z}$** den nötigen Spulenstrom $I_{\\mathrm{S}}$, um auf dem Schirm S der Apparatur einen Signalpunkt zu erzeugen.\n",
-    " * Tragen Sie $U_{z}$ geeignet über $I_{\\mathrm{S}}^{2}$ auf und **ermitteln Sie daraus $e/m_{\\mathrm{e}}$**. \n",
+    " * Tragen Sie $U_{z}$ geeignet über $I_{\\mathrm{S}}^{2}$ auf und **bestimmen Sie daraus $e/m_{\\mathrm{e}}$**. \n",
    "\n",
    "---"
   ]

 %% Cell type:markdown id:f4ab06b9-a11e-4f8f-8338-5f97949393e2 tags:

 # Fakultät für Physik

 ## Physikalisches Praktikum P1 für Studierende der Physik

 Versuch P1-71, 72, 73 (Stand: **Oktober 2024**)

 [Raum F1-14](https://labs.physik.kit.edu/img/Klassische-Praktika/Lageplan_P1P2.png)

 # Spezifische Ladung des Elektrons

 %% Cell type:markdown id:9104f8ad-40e9-41e9-8927-b0618c57b015 tags:

 Name: __________________ Vorname: __________________ E-Mail: __________________

 \begin{equation*}
 \begin{split}
 &\\
 &\\
 \end{split}
 \end{equation*}

 Name: __________________ Vorname: __________________ E-Mail: __________________

 \begin{equation*}
 \begin{split}
 &\\
 &\\
 &\\
 \end{split}
 \end{equation*}

 Gruppennummer: _____

 \begin{equation*}
 \begin{split}
 &\\
 &\\
 &\\
 \end{split}
 \end{equation*}


 Betreuer: __________________

 \begin{equation*}
 \begin{split}
 &\\
 &\\
 &\\
 \end{split}
 \end{equation*}

 Versuch durchgeführt am: __________________

 %% Cell type:markdown id:d6f7f9f9-533f-4892-80b1-95ff34384d5a tags:

 ---

 **Beanstandungen zu Protokoll Version _____:**

 \begin{equation*}
 \begin{split}
 &\\
 &\\
 &\\
 &\\
 &\\
 &\\
 &\\
 &\\
 &\\
 &\\
 \end{split}
 %\text{\vspace{10cm}}
 \end{equation*}

 <br>
 Testiert am: __________________ Testat: __________________

 %% Cell type:markdown id:220c902c-a22e-4aee-8aff-db4d16b36b2f tags:

 # Durchführung

 %% Cell type:markdown id:e3a720ea-ffba-4d7e-a0e8-7581cb7f1f78 tags:

 **Detaillierte Hinweise zur Durchführung der Versuche finden Sie in der Datei [Spezifische_Ladung_des_Elektrons_Hinweise.ipynb](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/Spezifische_Ladung_des_Elektrons_Hinweise.ipynb)**

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 ## Aufgabe 1: Fadenstrahlrohr

 %% Cell type:markdown id:0f74856b-8e38-4a50-95d4-b273b5e64e7f tags:

 ### Aufgabe 1.1: Magnetfeld im Fadenstrahlrohr

 * Schätzen Sie das **Magnetfeld $B(r)$ im Inneren der Helmholtz-Spulen $H_{1}$ und $H_{2}$** mit Hilfe einer baugleichen, weiteren Helmholtz-Spule $H_{3}$ und einer [Hall-Sonde](https://de.wikipedia.org/wiki/Hall-Effekt) ab.
 * **Kalibrieren Sie hierzu die Hall-Sonde** mit Hilfe einer weiteren, langen Spule, deren Magnetfeld Sie über das [Ampèresche Gesetz](https://de.wikipedia.org/wiki/Amp%C3%A8resches_Gesetz#Magnetfeld_der_Spule) bestimmen können.
 * Diskutieren Sie die **Homogenität von $B(r)$** für die vorliegende Anordnung von Helmholtz-Spulen.
 * Vergleichen Sie Ihre Messung für $r=0$ mit Ihrer Erwartung.

 Anm.: $r$ bezeichnet den Abstand von der Symmetrieachse des Spulenpaars.

 ---

 %% Cell type:markdown id:74c01c72-c12f-44b5-be06-7588df722e65 tags:

 **V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**

 *Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*

 ---

 %% Cell type:markdown id:145ea2d1-4803-4486-8c28-b8882f21866c tags:

 **L Ö S U N G**

 *Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*

 ---

 %% Cell type:markdown id:576c1546-8f73-4291-88eb-96437401596f tags:

 **D I S K U S S I O N**

 *Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*

 ---

 %% Cell type:markdown id:8d146d2a-6a8e-4f8e-9aaa-57b5db98747d tags:

 ### Aufgabe 1.2: Elektronenbahn im Fadenstrahlrohr

-Bestimmen Sie den Durchmesser $d$ der **Elektronenbahn im Fadenstrahlrohr** in zwei Messreihen:
-
- * Als Funktion der Anodenspannung $U_{\mathrm{A}}$ für zwei verschiedene Spulenströme $I_{\mathrm{S}}$.
- * Als Funktion des Spulenstroms $I_{\mathrm{S}}$ für zwei verschiedene Anodenspannungen $U_{\mathrm{A}}$.
+ * Bestimmen Sie den Durchmesser $d$ der **Elektronenbahn im Fadenstrahlrohr** in zwei Messreihen:
+   * Als Funktion der Anodenspannung $U_{\mathrm{A}}$ für zwei verschiedene Spulenströme $I_{\mathrm{S}}$.
+   * Als Funktion des Spulenstroms $I_{\mathrm{S}}$ für zwei verschiedene Anodenspannungen $U_{\mathrm{A}}$.
+ * **Bestimen Sie $e/m_{\mathrm{e}}$** aus den Daten beider Messreihen.

 ---

 %% Cell type:markdown id:00f32807-029b-4b0d-8823-23efaff28d41 tags:

 **V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**

 *Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*

 ---

 %% Cell type:markdown id:cd04f793-e05d-4685-9ca6-0d5b5ebdb2c1 tags:

 **L Ö S U N G**

 *Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*

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 %% Cell type:markdown id:888d873f-e7ae-4c90-a873-4865106e371d tags:

 **D I S K U S S I O N**

 *Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*

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 ## Aufgabe 2: Methode von Busch

 %% Cell type:markdown id:bf5e6152-3a93-4491-af81-3219bef1ed20 tags:

 ### Aufgabe 2.1: Vorbereitung

 Machen Sie sich im Rahmen einer **Einzelmessung mit dem Verfahren von Busch** vertraut.

 ---

 %% Cell type:markdown id:3cd73137-d463-41f7-bee7-11cb3df1f916 tags:

 **V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**

 *Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*

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 %% Cell type:markdown id:5fd10de8-6a40-4f27-a65e-20d3aa02676d tags:

 **L Ö S U N G**

 *Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*

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 %% Cell type:markdown id:17af1c28-4ac2-4da9-8caa-df77fa18f4a8 tags:

 **D I S K U S S I O N**

 *Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*

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 %% Cell type:markdown id:382bfc3e-af4f-4a66-aaa9-9f84e27795d3 tags:

 ### Aufgabe 2.2: Bestimmung von $e/m_{\mathrm{e}}$

 * Messen Sie für **verschiedene Beschleunigungsspannungen $U_{z}$** den nötigen Spulenstrom $I_{\mathrm{S}}$, um auf dem Schirm S der Apparatur einen Signalpunkt zu erzeugen.
- * Tragen Sie $U_{z}$ geeignet über $I_{\mathrm{S}}^{2}$ auf und **ermitteln Sie daraus $e/m_{\mathrm{e}}$**.
+ * Tragen Sie $U_{z}$ geeignet über $I_{\mathrm{S}}^{2}$ auf und **bestimmen Sie daraus $e/m_{\mathrm{e}}$**.

 ---

 %% Cell type:markdown id:ea258d0a-66c3-45f2-86f9-848e31d971dd tags:

 **V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**

 *Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*

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 %% Cell type:markdown id:14449a9e-d05b-4bb2-a53d-84f5f415a5ad tags:

 **L Ö S U N G**

 *Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*

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 %% Cell type:markdown id:3031d14c-1202-4170-ae5d-68734507c546 tags:

 **D I S K U S S I O N**

 *Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*

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 # Beurteilung

 %% Cell type:markdown id:176f791a-72af-4dc1-8f5e-f767355112c0 tags:

 * Nach Abschluss des Versuchs haben Sie die Möglichkeit diesen Versuch individuell zu beurteilen.
 * **Folgen Sie zur Beurteilung dieses Versuchs diesem [Link](https://www.empirio.de/s/knaG3WBaFv)**.
 * Beachten Sie, dass jede:r Studierende nur einmal pro Versuch eine Beurteilung abgeben kann.
 * Wir empfehlen die Beurteilung nach der Besprechung Ihrer Versuchsauswertung mit Ihrem:r Tutor:in auszufüllen.

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    "   * Schätzen Sie hierzu **geeignete Unsicherheiten für $U_{\\mathrm{A}}$, $I_{\\mathrm{S}}$ und $d$** ab. \n",
    "   * Stellen Sie die Ergebnisse beider Messreihen unabhängig voneinander jeweils in einem geeigneten gemeinsamen Koordinatensystem dar.\n",
    "   * Passen Sie ein geeigentes Modell an alle aufgezeichneten Daten an und **bestimmen Sie daraus den Wert von $e/m_{\\mathrm{e}}$**.\n",
+    "   * Der bestimmte **Wert von $e/m_{\\mathrm{e}}\\pm \\Delta(e/m_{\\mathrm{e}})$**.\n",
    "   * Beurteilen Sie die Güte des verwendeten Modells mit Hilfe des **$\\chi^{2}$-Werts der Anpassung** an die Daten. \n",
    "\n",
    "---\n",

 %% Cell type:markdown id:6f283dbd-6d87-42b6-8cee-ae0bc3e1eb26 tags:

 # Hinweise zum Versuch Spezifische Ladung des Elektrons

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 ## Aufgabe 1: Fadenstrahlrohr

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 ### Aufgabe 1.1: Magnetfeld im Fadenstrahlrohr

 %% Cell type:markdown id:eb1b9abb-863a-4024-bd0d-080f22f7fed0 tags:

 Das Magnetfeld $\vec{B}$ des Fadenstrahlrohrs wird durch zwei im Plexiglaskasten verbaute stromdurchflossene [Helmholtz-Spulen](https://de.wikipedia.org/wiki/Helmholtz-Spule) $H_{1}$ und $H_{2}$ erzeugt. Da der Raum zwischen $H_{1}$ und $H_{2}$ für eine Messung unzugänglich ist schätzen Sie $\vec{B}$ wie folgt ab:

 #### Kontrolle der Homogenität des $B$-Feldes

 * Bauen Sie symmetrisch zu $H_{1}$ und $H_{2}$, vor dem Plexiglaskasten eine **baugleiche dritte Helmholtz-Spule $H_{3}$** und eine mit Bohrungen $r_{i}$ versehene Holzplatte $M$ mit Millimeter-Skala auf, so dass sich $M$ in der Mittelebene zwischen $H_{2}$ und $H_{3}$ befindet.
   * Dies ist i.a. durch die feste Konstruktion vor dem Plexiglaskasten bereits der Fall.
   * Achten Sie dennoch auf den **Abstand zwischen $H_{2}$ und $H_{3}$**, der dem Radius $R$ der Spulen entsprechend sollte!
 * Schließen Sie $H_{2}$ und $H_{3}$ an die Stromversorgung an.
 * Die Anordnung gleicht somit, in ihrer Geometrie, der Anordnung von $H_{1}$ und $H_{2}$.
 * In den Bohrungen von $M$ können Sie die **[Hall-Sonde](https://de.wikipedia.org/wiki/Hall-Effekt) befestigen**.
 * **Messen Sie $U_{\mathrm{H}}$** an den vorgesehenen Stellen für die Spulenströme $I_{\mathrm{S}}=1.0,\ 1.5,\ 2.0\ \mathrm{A}$.
 * Nutzen Sie hierzu alle zu Verfügung stehenden Bohrungen.

 #### Kalibration der Hall-Sonde

 Kalibrieren Sie anschließend die Hall-Sonde. Gehen Sie dabei wie folgt vor:

 * Messen Sie etwa **10 Wertepaare** aus $U_{\mathrm{H}}$ und dem Strom $I_{\mathrm{S}}$ durch die lange Spule, die Ihnen zur Kalibration der Hall-Sonde zur Verfügung steht.
 * Aus $I_{\mathrm{S}}$ können Sie **mit Hilfe von Gleichung ((4) [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/doc/Hinweise-Fadenstrahlrohr.md)) $B$ berechnen**.
 * Bestimmen Sie aus den aufgezeichneten Datenpunkten eine **Kalibrationskurve $B(U_{\mathrm{H}})$**, mit deren Hilfe Sie die zuvor bestimmten Werte von $U_{\mathrm{H}}$ in magnetische Feldstärken $B(U_{\mathrm{H}})$ übersetzen können.
 * Die Kalibration erfolgt **nach der eigentlichen Ausmessung** des Magnetfeldes mit der Hall-Sonde, damit Sie wissen, welcher Wertebereich von $U_{\mathrm{H}}$ für die Kalibration von Relevanz ist.

 #### Auswertung

 * **Protokollieren** Sie:
   * Beschreiben Sie Ihr Vorgehen für die Aufnahme der Werte $U_{\mathrm{H}}(r_{i})$ und die Kalibration der Hall-Sonde (ggf. mit Skizzen!).
   * Die **Werte von $U_{\mathrm{H}}(r_{i})\pm\Delta U_{\mathrm{H}}$**, die Sie in den verschiedenen Bohrungen von $M$ aufgenomen haben. Schätzen Sie hierzu geeignete Unsicherheiten $\Delta U_{\mathrm{H}}$ ab.
   * Die **Wertepaare $(I_{\mathrm{S}},U_{\mathrm{H}})$**, die Sie zur Bestimmung der Kalibrationskurve aufgenommen haben. Schätzen Sie hierzu geeignete Unsicherheiten $\Delta I_{\mathrm{S}}$ ab.
   * Passen Sie ein **geeignetes Modell für eine Kalibrationskurve** an die Datenpunkte an.
   * Überprüfen Sie die Qualität des Modells mit Hilfe des $\chi^{2}$-Werts der Anpassung.
   * Kalibieren Sie alle Werte $U_{\mathrm{H}}(r_{i})\pm\Delta U_{\mathrm{H}}$ auf $B(r_{i})\pm\Delta B$.
   * Stellen Sie die Werte $B(r_{i})\pm\Delta B$ geeignet graphisch dar.
   * Treffen Sie eine Aussage zur Homogenität des $B$-Felds zwischen $H_{1}$ und $H_{2}$.

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 Weitere Details zur Vorbereitung auf diese Aufgabe finden Sie in der Datei [Hinweise-Fadenstrahlrohr](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/doc/Hinweise-Fadenstrahlrohr.md).

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 %% Cell type:markdown id:7b2bbff1-2d5b-49c3-80fb-8fe118709bc0 tags:

 ### Aufgabe 1.2: Elektronenkreisbahn

 %% Cell type:markdown id:90b08c39-ae61-4cce-ae1c-2215bafd5589 tags:

 Bestimmen Sie den Durchmesser $d$ der Elektronenbahn im Fadenstrahlrohr in zwei Messreihen. Gehen Sie bei der Bearbeitung dieser Aufgabe wie folgt vor:

 * Bauen Sie die Spule $H_{3}$ ab und **schließen Sie das Fadenstrahlrohr, wie [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/figures/FadenstrahlrohrSchaltung.png) gezeigt an**.
 * Benutzen Sie an den vorgesehenen Stellen die vorhandenen Sicherheitskabel. Sie benötigen hierfür nur die grau markierten Spannungsanschlüsse.
 * Versuchen Sie den [Parallaxenfehler](https://de.wikipedia.org/wiki/Parallaxenfehler) bei der Bestimmung von $d$ mit Hilfe der Schiebemarker *vor*, und des Spiegels *hinter* dem Fadenstrahlrohr zu minimieren.
 * Achten Sie darauf, dass das Fadenstrahlrohr so in der Halterung orientiert ist, dass sich **Kreisbahnen** und keine Spiralen ergeben.
 * **Messreihe 1**:
   * Bestimen Sie **$d$ als Funktion der Anodenspannung $U_{\mathrm{A}}$** für sechs Messpunkte $U_{\mathrm{A}}=100,\,120,\,\ldots 200\,\mathrm{V}$.
   * Tun Sie dies für jeweils zwei Spulenströme $I_{\mathrm{S}}=1,\,2\,\mathrm{A}$.
 * **Messreihe 2**:
   * Bestimmen Sie **$d$ als Funktion des Spulenstroms $I_{\mathrm{S}}$** für elf Messpunkte $I_{\mathrm{S}}=1.0,\,1.1,\,\ldots 2.0\,\mathrm{A}$.
   * Tun Sie dies für jeweils zwei Anodenspannungen $U_{\mathrm{A}}=140,\,160\,\mathrm{V}$.
 * **Protokollieren** Sie:
   * Beschreiben Sie Ihr Vorgehen, ggf. mit Skizze.
   * Die aufgezeichneten Wertepaare $(d, U_{\mathrm{A}})$ für gegebene Werte von $I_{\mathrm{S}}$.
   * Die aufgezeichneten Wertepaare $(d, I_{\mathrm{S}})$ für gegebene Werte von $U_{\mathrm{A}}$.
   * Schätzen Sie hierzu **geeignete Unsicherheiten für $U_{\mathrm{A}}$, $I_{\mathrm{S}}$ und $d$** ab.
   * Stellen Sie die Ergebnisse beider Messreihen unabhängig voneinander jeweils in einem geeigneten gemeinsamen Koordinatensystem dar.
   * Passen Sie ein geeigentes Modell an alle aufgezeichneten Daten an und **bestimmen Sie daraus den Wert von $e/m_{\mathrm{e}}$**.
+   * Der bestimmte **Wert von $e/m_{\mathrm{e}}\pm \Delta(e/m_{\mathrm{e}})$**.
   * Beurteilen Sie die Güte des verwendeten Modells mit Hilfe des **$\chi^{2}$-Werts der Anpassung** an die Daten.

 ---

 Weitere Details zur Vorbereitung auf diese Aufgabe finden Sie in der Datei [Hinweise-Fadenstrahlrohr](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/doc/Hinweise-Fadenstrahlrohr.md).

 ---

 %% Cell type:markdown id:6cd777f9-b104-452c-ab10-8f03f3660c5f tags:

 ## Aufgabe 2: Methode von Busch

 %% Cell type:markdown id:7e428552-4997-438d-a0dd-32ddb235cf6f tags:

 ### Aufgabe 2.1: Vorbereitung

 %% Cell type:markdown id:d1751291-1271-47a5-b31b-a7034395b177 tags:

 Gehen Sie zur Bearbeitung dieser Aufgabe wie folgt vor:

 * Sie können die Oszillographenröhre im Plexiglaszylinders über das zugehörige Steuerpult (siehe **Abbildung 3** [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/README.md)) mit allen notwendigen Spannungen versorgen.
 * Die **Deflektorspannung kann wahlweise mit einem der beiden Paare von Deflektorplatten an den Positionen $d_{1}$ oder $d_{2}$ [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/figures/BuschMagnetfeld.png) verbunden werden**.
 * Legen Sie die Platten des ungenutzten Paares mit den **Kurzschlussbrücken** auf Masse.
 * Achten Sie darauf, dass die **Spule bis zum Anschlag** an die Plexiglaskonstruktion geschoben ist.
 * Stellen Sie eine Beschleunigungsspannung von $U_{z}=300\,\mathrm{V}$ ein.
 * Stellen Sie bei $B=0$ die Deflektorspannung $U_{y}$ so ein, dass ein **maximal langer Strich auf S** entsteht.
 * Stellen Sie die Intensität und den Fokus des beobachteten Signals sinnvoll ein.
 * Steigern Sie langsam den **Magnetspulenstrom $I_{\mathrm{S}}$** und beobachten Sie die resultierende Veränderung des Striches auf S.
 * **Protokolieren** Sie:
   * Beschrieben Sie das Messprinzip in eigenen Worten.
   * Beschrieben Sie den Aufbau und Ihr Vorgehen (mit Skizze!).
   * Beschreiben Sie Ihre Beobachtung und erklären Sie, wie diese zustande kommt.
 * Stellen Sie schließlich $I_{\mathrm{S}}$ so ein, **dass alle Elektronen den Schirm in einem Punkt treffen**.
 * Versuchen Sie auch einen höheren Spulenstrom einzustellen, bei dem sich der auf dem Schirm beobachtete Punkt wieder zu einem Strich weitet und daraufhin erneut zu einem Punkt zusammenzieht.

 ---

 Weitere Details zur Vorbereitung auf diese Aufgabe finden Sie in der Datei [Hinweise-Busch](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/doc/Hinweise-Busch.md).

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 %% Cell type:markdown id:3e9093f7-7fb0-4907-8e03-d201de3fe584 tags:

 ### Aufgabe 2.2: Bestimmung von $e/m_{\mathrm{e}}$

 %% Cell type:markdown id:68aad7a0-29cd-4c33-9d3e-eeeb61d9cc25 tags:

 Gehen Sie zur Bearbeitung diese Aufgabe wie folgt vor:

 * Messen Sie für Beschleunigungsspannungen von $U_{z} = 200\,\ldots 450\,\mathrm{V}$ (in Schritten von $25\,\mathrm{V}$) den nötigen Spulenstrom $I_{\mathrm{S}}$, um auf dem Schirm einen Signalpunkt zu erzeugen.
 * Gehen Sie dabei, für jeden Messpunkt so, wie in **Aufgabe 2.1** vor.
 * **Protokollieren** Sie:
   * Alle Wertepaare $(U_{z}, I_{\mathrm{S}})$ mit entsprechenden Unsicherheiten $\Delta U_{z}$ und $\Delta I_{\mathrm{S}}$.
   * Tragen Sie in einer **entsprechenden Darstellung der Daten $U_{z}$ geeignet über $I_{\mathrm{S}}^{2}$** auf.
   * Passen Sie ein **geeignetes Modell** an die Datenpunkte an und bestimmen Sie daraus $e/m_{\mathrm{e}}\pm\Delta(e/m_{\mathrm{e}})$.
   * Überprüfen Sie mit Hilfe des $\chi^{2}$-Werts aus der Anpassung die Anwendbarkeit des Modells.

 **Ein Code-Beispiele zur Berechnung von $\langle B \rangle$ finden Sie im *tools*-Verzeichnis [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/tools/Busch-Magnetfeld.py).**

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 Weitere Details zur Vorbereitung auf diese Aufgabe finden Sie in der Datei [Hinweise-Busch](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/doc/Hinweise-Busch.md).

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