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•
U
erhöhen und I
A
H
AA' immer eine Tangente zum abgelenkten
Strahl bildet. Werte in einer Tabelle zusammen-
stellen und grafisch darstellen.
•
R = AE/2 und R² = AE²/4 wie im Versuch 5.1
bestimmen.
Durch Einsetzen der Werte in die Gleichung
e
U
=
2
m
I
R
H
lässt sich ein Näherungswert für e/m errechnen.
5.3 Der Effekt eines axialen Magnetfelds
•
Röhre in einem Winkel von 90° zu ihrer norma-
len Position im Halter platzieren.
•
Eine Spule so in den Röhrenhalter einsetzen,
dass der Leuchtschirm von ihr umschlossen ist.
Alternativ kann die Spule auch in einem Stativ
aufgebaut werden (siehe Fig. 2).
•
Beschaltung der Röhre gemäß Fig. 6 vorneh-
men.
Fig. 2 Aufbau der Spule (links: im Röhrenhalter, rechts: in
Stativmaterial)
•
Anodenspannung U
(Plattenspannung U
•
Spulenstrom I
langsam erhöhen.
H
Mit nur einem axialen Vektor der Geschwindigkeit v
wird die axiale Nicht-Linearität des Strahls korrigiert
und fällt mit der der wahren Achse des Felds zu-
sammen.
•
Mit einem Filzstift die Lage des Strahls markie-
ren.
•
I
auf 1,5 A einstellen, U
H
dass ein zweiter Geschwindigkeitsvektor v
den Strahl wirkt.
•
Den Elektronenstrahl durch die Spule hindurch
beobachten.
Der Strahlengang wird in eine Helix umgeformt. Der
Strahl geht dabei nicht um die Feldachse, sondern
kehrt jeweils nach jeder Schleife dorthin zurück.
•
Feld B durch Umpolung der Helmholtzspule
umkehren und den Strahl beobachten.
so einstellen, dass die Ebene
⋅
⋅
5
A
1
.
15
10
2
auf max. 60 V einstellen
A
= 0 V).
P
langsam erhöhen, so
P
•
Anodenspannung verändern und Auswirkung
auf die Helix beobachten, wieder auf 60 V zu-
rückkehren.
Fig. 3 Helix des abgelenkten Strahls
Fehlerquote der Ergebnisse
6.
1. Der kreisförmige Strahl in Experiment 5.2 ist
sichtbar durch Photonenemission. Diese Energie
geht verloren und wird nicht ersetzt. Aus diesem
Grund tendiert der Strahl zu einem spiralförmigen
Verlauf statt einer Kreisbahn zu folgen. Bei einem
festen Radius R und einer wirklichen Kreisbahn ist
U
/I
² größer als gemessen und deshalb ist der Feh-
A
H
ler bei der Bestimmung von e/m immer auf der
negativen Seite. Trotzdem lassen sich Ergebnisse
erzielen, die innerhalb 20% genau sind.
2. Bei Experimenten mit halbkreisförmig abgelenk-
ten Strahlen wie in Experiment 5.1 werden Ergeb-
nisse erzielt, die größer sind als der Literaturwert.
Die Punkte A und E, zu denen der Strahl abgelenkt
wird, liegen außerhalb der homogenen Region der
Helmholtzspulen. Dort nimmt die Flussdichte ab.
Bei einem bestimmten Radius R und einem homo-
genen Feld ist U
halb ist der Fehler bei der Bestimmung von e/m
immer auf der positiven Seite. Trotzdem lassen sich
Ergebnisse erzielen, die innerhalb 20% genau sind.
1. Begrenzung des Anodenstroms: Zur Vermeidung
a
von zu starkem Beschuss mit positiven Ionen auf die
Elektronen emittierenden Chemikalien der Katode
sollte der Anodenstrom wann immer möglich auf 20
mA begrenzt sein. Höhere Ströme sind für kurze Zeit
tolerierbar, über längere Zeit jedoch verkürzen sie
jedoch die normale Lebenszeit der Röhre.
2. Thermische Stabilität der Katode: Aus dem glei-
auf
p
chen Grund sollte der Beschuss einer kalten, sich
gerade aufheizenden Katode vermieden werden.
3. Fokussierung des Strahls: Mittels kleiner Span-
nungen U
P
fokussieren. Spannungen über 6 V führen zu einer
Verschlechterung der Ergebnisse.
4
/I
² kleiner als gemessen und des-
A
H
7. Anmerkungen
an der Ablenkplatte lässt sich der Strahl
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