also ich hab mal ne Frage zur Arbeit in einem Elektrischen Feld.
Ich habe mir folgendes überlegt:
Man stelle sich 2 geladene Kondensatorplatten im luftleeren Raum vor (Abstand d). Der eine trägt die Ladung Q der andere Q-, so dass sich zwischen ihnen ein homogenes elektrisches Feld E befindet. Ferner stellt man sich vor, dass beide Platten isoliert und an keiner Spannungsquelle angeschlossen sind, so dass kein Ladungsaustausch stattfinden kann.
Zu meiner Frage, wennm man nun ein Elektronenstrahl durch die Platten hindurchfliegen lässt so wird dieser Strahl abgelenkt in gegen der Richtung von E. Doch woher kommt die dazu notwendige Energie? Die Elektronen verlassen den Kondensator ja mit einer höheren Kinetischen Energie als sie in das Feld eingetreten sind…
d.h. die Energie des Kondenstors müsste sinken…aber wenn ja wodurch?
Die Energie sitzt ja im Feld aber die Quelle für die Energie ist doch erstmal nur die Ladung und die kann ja nicht runter. Oder gibts da noch etwas, was ich nicht berücksichtigt habe?
Noch allgemein: Durch Influenz kann ich auch andere Dinge in einem E-Feld bewegen, doch woher kommt die Energie?
Wenn noch was unklar ist, ich kann auch noch ne Skizze machen
sehr interessante Frage.
Ich würde sagen, die Energie stammt aus dem el. Feld zwischen Elektron und Kondensator. Schließlich war das Elektron zu Beginn von beiden Platten gleich weit entfernt. Nach der Ablenkung ist es näher an der Platte mit den positiven Ladungen als an der Platte mit den negativen Ladungen. Folglich hat sich die Feldenergie zwischen dem Elektron und den Ladungen im Kondensator reduziert.
Ich würd sagen, dass die Energie ganz einfach von der
potentiellen Energie bekommt, die das Elektron im Kondensator
besitzt und langsam verliert.
Etwas komisch ist das aber trotzdem… dass das Elektron auf einmal
eine potentielle Energie bekommt, wenn es sich in den Kondensator bewegt.
Aber vielleicht hat das ja etwas gemeinsam mit der Beschleunigung von Raketen um den Mond… hab mal etwas davon gehört.
Impulserhaltung ist auch gewährleistet, da der Kondensator in die andere Richtung „beschleunigt“.
Ich würde sagen, die Energie stammt aus dem el. Feld zwischen
Elektron und Kondensator. Schließlich war das Elektron zu
Beginn von beiden Platten gleich weit entfernt. Nach der
Ablenkung ist es näher an der Platte mit den positiven
Ladungen als an der Platte mit den negativen Ladungen.
Folglich hat sich die Feldenergie zwischen dem Elektron und
den Ladungen im Kondensator reduziert.
Wenn das Elektron nun aber wieder aus dem Kondensator austritt hat sich ja nichts weiter verändert und das E-Feld müsste das gleiche sein. Und da die Energie im E-Feld „sitzt“ hat sich an der Energie des Kondensators nichts geändert…
Ich würd sagen, dass die Energie ganz einfach von der
potentiellen Energie bekommt, die das Elektron im Kondensator
besitzt und langsam verliert.
Etwas komisch ist das aber trotzdem… dass das Elektron auf
einmal
eine potentielle Energie bekommt, wenn es sich in den
Kondensator bewegt.
Was verstehst du unter potentieller Energie?
Aber vielleicht hat das ja etwas gemeinsam mit der
Beschleunigung von Raketen um den Mond… hab mal etwas davon
gehört.
Bei der Beschleunigung von Weltraumkörpern an Planeten nutzt man die Gravitation der Planeten. Zudem wirk da eine Zentripedalkraft, welche keine Arbeit verrichtet. Aber vlt. gibts da doch Parallelen…
Ja das könnte die Lösung sein!
Das Elekron setzt also beim Eintritt in dass Feld Energie aus der Potentialdifferenz zwischen den 2 PLatten (negaive Platte ist Nullniveau) in Kinetische Energie um
Ja das könnte die Lösung sein!
Das Elekron setzt also beim Eintritt in dass Feld Energie aus
der Potentialdifferenz zwischen den 2 PLatten (negaive Platte
ist Nullniveau) in Kinetische Energie um
Sagen wir es so:
die Formel für die Feldenergie
W=1/2*εE²*V
gilt nur ja bei Abwesenheit eines durch Gegend fliegenden Elektrons. Wenn aber zum Kondensator noch ein Elektron dazukommt, muss man das el. Feld des Gesamtsystems „Kondensator + Elektron“ betrachten. Und dessen Feldenergie ändert sich bei der Ablenkung des Elektrons.
Das was unter potentieller Energie definiert ist . Im Schwerkraftfeld ist es die Höhe. In einem elektrischen Feld ist es eine Spannungsdifferenz.
Bei der Beschleunigung von Weltraumkörpern an Planeten nutzt
man die Gravitation der Planeten. Zudem wirk da eine
Zentripedalkraft, welche keine Arbeit verrichtet. Aber vlt.
gibts da doch Parallelen…
ich habs mir nochmal angesehen. natürlich nutzt man die Gravitation der Planeten. Aber es wird sehr wohl Arbeit verrichtet.
Im Grunde läuft glaube ich alles auf die Relativbewegung der Körper hinaus. Die Raumsonde wird hinsichtlich des Planeten nicht beschleunigt. Aber hinsichtlich der Sonne sehr wohl (Der Planet besitzt kinetische Energie relativ zur Sonne).
Ja die potentielle Energie ist wahrscheinlich die Lösung.
bischen merkwürdig ist aber schon das das Elektron einfach so nur durch das blose eintreten in den Kondensator potentielle Energie bekommt. Aber das ist vermutlich eine Sache der Systeme
die ladungen in den platten haben energie, die sie beim durchlaufen des elektronenstrahls abgeben. das feld schwaecht sich. die abgegebene energie hat den elektronenstrahl abgelenkt und ihm eine hoehere kinetische energie gegeben - aber vorsicht. das elektron ist betragsmaessig nicht schneller geworden, sondern hat jetzt nur eben 2 vektoren!
das Elektron wird aber SENKRECHT zu seiner Bewegungsrichtung beschleunigt. Und genau daher stammt auch seine „neue“ kinetische Energie: Sie ist vorher und nachher (betragsmäßig) genau gleich groß, nur wurde der Vektor etwas gedreht.
das Elektron wird aber SENKRECHT zu seiner Bewegungsrichtung
beschleunigt.
Dazu müsste sich der Vektor der angreifenden Kraft mit der
Flugbahn des Elektrons mitdrehen (wie beim mag. Feld). Das ist
aber nicht der Fall.
Das ist mir nicht ganz klar. Ich kann doch im Prinzip beide Bewegungen superponieren. Das Elektron bewegt sich zum einem mit einer konstanten Geschwindigkeit zwischen den Platten, und die Coulomb-Kraft zieht es zur positiven Platte hin. Die Tangentialgeschwindigkeit des Elektrons wird aber doch durch die Coulombkraft nicht beeinflusst, oder? Dann wäre die resultierende Geschwindigkeit des Elektrons aber beim Verlassen des Kondensators größer (die geometrische Summe von Tangential- und Normalkomponente beider Geschwindigkeitsvektoren ist ja grundsätzlich größer als die Komponenten selbst). Da diese zusätzliche Energie aus dem Feld stammen muss, müsste sie anschließend dem Kondensator fehlen.
Ganz schön kniffelig die Frag
Du sagst doch selber, dass das Elektron einen 2ten Vektor dazu bekommen hat. Der Betrag der Geschwindigkeit lässt sich durch den Pythagoras ganz einfach berechnen.
Der Betrag der Geschwindigkeit in x-Richtung bleibt nur gleich .
mfG
Philipp
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Das ist mir nicht ganz klar. Ich kann doch im Prinzip beide
Bewegungen superponieren. Das Elektron bewegt sich zum einem
mit einer konstanten Geschwindigkeit zwischen den Platten, und
die Coulomb-Kraft zieht es zur positiven Platte hin. Die
Tangentialgeschwindigkeit des Elektrons wird aber doch durch
die Coulombkraft nicht beeinflusst, oder?
ja
Dann wäre die
resultierende Geschwindigkeit des Elektrons aber beim
Verlassen des Kondensators größer (die geometrische Summe von
Tangential- und Normalkomponente beider
Geschwindigkeitsvektoren ist ja grundsätzlich größer als die
Komponenten selbst).
auch rictig
Da diese zusätzliche Energie aus dem Feld
stammen muss, müsste sie anschließend dem Kondensator fehlen.
Du übersiehst, dass das Elektron selbst auch noch ein Feld besitzt. Du darfst also nicht nur das Feld des Kondensators isoliert betrachten, sondern musst das Feld der Gesamtkonfiguration „kondensator + Elektron“ betrachten. Und damit ist auch klar, wo die Energie herkommt: das Elektron ist am Anfang von beiden Platten gleich weit entfernt, nach der Ablenkung ist es aber näher an der Platte mit den positiven ladungen und weiter von den Platten mit den negativen Platten entfernt. Die Energie der Gesamtkonfiguration hat also abgenommen und steckt nun als kinetisch Energie im Elektron.
. Im Schwerkraftfeld ist es die Höhe. In einem elektrischen Feld ist es eine Spannungsdifferenz.