Hallo Manfred!
Hallo, vielen Dank für deine Antwort.
Eine kleine Frage zu deiner Rechnung hätte ich vorher noch:
R = p/(Q*B)
also eingesetzt bedeutet das doch: 2,738/(e*0,1) oder nicht?
(Vielleicht noch das MeV/c in die Grundeinheit umrechnen)
Was mache ich falsch, aber auf 0,0913 m komme ich nicht?
Physiker rechnen grundsätzlich mit Einheiten, so was wie „2,738/(e*0,1)“ gibt es nicht.
Also: 1 MeV = e * 10^6 V , 0,1 T = 0,1 Vs/m²
c ist die Lichtgeschw., c=3*10^8 m/s
Mit Q=e kürzt sich das e erst mal weg und es ergibt sich
R= 2,738 *10^6 V/(3*10^8 m/s * 0,1 Vs/m²) = …
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Tut mir leid, dass ich mich in meinem vorherigen Text so
undeutlich ausgedrückt habe.
Magnet /----->---->| |/
Der Aufbau sah so ungefähr aus, dass der Strahler etwa auf
einen 3 cm breiten Magnet (der eigentlich aus zweien Bestand
und in der Mitte einen Durchlass hatte) geschossen hat und
dann die Elektronen abgelenkt worden sind.
Sie wurden also nicht auf eine komplette Kreisbahn gezwungen
(bin mir nicht ganz sicher, ob du mit „R“ nicht davon
ausgegagen bist.
R ist wie gesagt der Krümmungsradius. Er ergibt sich in jedem Punkt aus dem B-Feld und der senkrecht dazu stehenden Impulskomponente. Im Fall eines homogenen Magnetfeldes und senkrechtem Einschuss ergibt das eine Kreisbahn mir Radius R, sonst helfen nur Näherungsrechnungen, numerische Integration etc.
Ich hatte vorher mit F= m*a und der anderen Formel die
Beschleunigung die die Elektronen im Magnetfeld „nach oben“
erfuhren ausgerechnet, dann mithilfe der Geschwindigkeit
ausgerechnet, wie lange sich die Elektronen zwischen den 3cm
breiten Magneten befinden und dann mit
s = 0.5 *a*t^2 ausgerechnet umwieviel sich die Elektronen nach
oben bewegen.
mit tan (a (alpha)) = s (Bewegung nach oben)/(breite Magnet)
wollte ich dann den Winkel bestimmen in dem die Elektronen
abgelenkt worden sind.
Da gibt es einen prinzipiellen Unterschied zwischen Ablenkung im E-Feld und im B-Feld, den man schon im Fall des homogenen Feldes sieht: Im E-Feld ist die Kraft (insbes. die Richtung) konstant, im B-Feld steht die Kraft immer senkrecht auf v (Normalkraft). Das führt dann im einen Fall zu einer Parabel, im anderen Fall zu einer Kreisbahn - und da kommt typischerweise auch bei kleinen Ablenkungen ein Faktor 2 Unterschied heraus.
Bei der Messung war der größte Ausschlag bei ca. 50°, aber die
Rechnung passte damit nicht so überein.
Aha - wir kommen der Sache näher: "größte Ausschlag " !!! Frage: wo bekommst du deine Elektronen her ? Einen kleinen Heim-Beschleuniger hast du (oder eure Schule ?) sicher nicht, also ist’s wahrscheinlich eine Sr-90 / Y-90 Quelle. Die Beta- von Y-90 haben gerade eine Maximalenergie von 2.274 MeV. Aber das ist eben nur der Endpunkt des Spektrums, das bei Null (!) anfängt. Auch der Endpunkt wird bei dir effektiv niedriger liegen, da deine Betas erst mal aus der Quele raus müssen und dann auch noch durch ein paar cm Luft fliegen - oder hast du ein Spektrometer mit Hochvakuum ? Und der Mittelwert oder auch der häufigste Wert liegt _v_i_e_l_ niedriger.
zum Magnetfeld ich hatte eine Hallsonde, die aber nur
dummerweise den Teil des Magnetfelds misst, der zu ihr
parallel liegt.
Das ist halt so, dass Hallsonden immer nur eine Komponente des B-Vektors messen. Man kann sie aber drehen wie man möchte …
Dafür hätte ich aber durch die Magneten „durchstechen müssen“,
also hab ich 96mT unter einem Winkel von 54° gemessen und
hätte dann
mit B = Bo/cos(54°) die komplette Stärke ausgerechnet, bin
aber nicht ganz sicher, ob das so richtig ist. (Kam raus 163.3
mT)
Vielleicht beeinhaltet das alles deine Lösung schon, hab aber
leider den letzten Teil nicht ganz nachvollziehen können,
vielen Dank für eine Antwort
Ja, so einfach ist das leider nicht … Im „Waschküchenlabor“ ist ein magnetisches Beta-Spektrometer kaum realisierbar.
Manny
Du könntest ja mal verraten was (und wozu) du da eigentlich treibst …
Gruß Kurt