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Homogenes Magnetfeld


In einem homogenen Magnetfeld laufen die Magnetfeldlinien parallel und im gleichen Abstand.
In dieser Skizze ist ein homogenes Magnetfeld dargestellt. Hier haben wir einmal die Bewegungsrichtung des Elekron und die Lorentzkraft, die immer zum Zentrum der Kreisbahn zeigt:


Somit steht die Lorentzkraft senkrecht zur Bewegungsrichtung (\( F_l \perp B \)). Auch das Tempo bleibt konstant, weil das Teilchen nicht in Bewegungsrichtung beschleunigt wird.

Da wir nun wissen, dass sich das Teilchen auf einer Kreisbahn in einem homogenen Feld bewegt, können wir Zentripetalkraft mit der Lorentzkraft gleichsetzen, um eine Formel zu erhalten, die uns verschiedene Größen bestimmen kann:
\( F_z = F_l \) (für \( F_l \) verwendenen wir \( F_l = B \cdot v \cdot q \) )
\( \frac{m \cdot v^2}{r} = B \cdot v \cdot q \)
\( \frac{m \cdot v}{r} = B \cdot q \)

Diese Formel können wir nun nach belieben umstellen, um eine bestimmte Größe zu erhalten.

Hinweis: Ein Teilchen (Elektron) kann natürlich auch in ein homogenes Feld hineinfliegen und wieder herausfliegen. Ein Beispiel wäre folgende Skizze:


Radius der Flugbahn eines Elektron:
\( r=\frac{m \cdot v}{B \cdot q} \)

Spezifische Ladung:
Sie ist das Verhältnis von Ladung zur Masse \( (\frac{q}{m}) \):
\( \frac{q}{m}=\frac{v}{B \cdot r} \)
Geschwindigkeit \( v \) lässt sich durch Energieansatz ermitteln (siehe Elektronenkanone)

Der Literaturwert der spezifischen Ladung eines Elektron: \( \frac{e}{m_e} \approx 1,76 \cdot 10^{11} \frac{C}{kg} \).


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