Fadenstrahlrohr
Material:
- Fadenstrahlröhre auf Holzgestellt mit Helmholtzspulen
- Netzgerät 0-600V
- Netzgerät 0-36V
- Verbindungskabel
- Hammermagnet
- 2x große Holzklötze
- Kamera
Beschreibung:
Bei dem Fadenstrahlrohr kann der Einfluss eines Magnetfeldes auf beschleunigte Elektronen gezeigt werden. In dem evakuierten Glaskolben befindet sich ein Restgas (Wasserstoff, Helium oder Argon). Die Menge des Gases ist dabei so gering, dass die Elektronen durch Zusammenstöße mit den Gasatomen möglichst kaum gestört werden, die Zahl der Zusammenstöße aber dennoch zu einer sichtbaren Lichtentwicklung ausreicht. Die Elektronen werden in einer Heizspirale (Kathode) erzeugt und zu einer Lochanode beschleunigt. Hier gelangen sie durch das Loch in den Glaskolben und sind dort zunächst als eine gerade Spur sichtbar (Bild02: Fadenstrahlrohr 02). Bringt man nun einen Permanentmagneten in die Nähe des Glaskolbens, so kann der Elektronenstrahl entsprechend der Lorentzkraft abgelenkt werden. Dabei ist die Ausrichtung des Magneten und somit des Magnetfeldes für die Richtung der Krümmung der Bahn entscheidend. Wird der Magnet von Vorne auf den Elektronenstrahl bewegt so kommt es zu gar keiner Krümmung. Der Glaskolben ist auf dem Brett in der Mitte eines Helmholtzspulenpaares angeordnet. Wird in den Spulen langsam die Stromstärke erhöht, krümmt sich der Elektronenstrahl immer mehr, bis er irgendwann auf eine Kreisbahn gezwungen wird (Bild03: Fadenstrahlrohr 03). Über die Beziehung der Kreisbewegung und der Lorentzkraft kann mit Hilfe der bekannten Beschleunigungsspannung und der Stromstärke im Spulenpaar die spezifische Elektronenladung (e/m) bestimmt werden. Der Bahnradius kann über eine in dem Glaskolben angebrachte Skala bestimmt werden. Auf Bild01: Fadenstrahlrohr 01 ist der Gesamtaufbau zu sehen.
Betriebsanweisungen:
Versuchsbilder:
