Physik: E-Lehre

[Ranarion]

Erstmal vielen, vielen Dank. Hab noch nicht alles durchgerechnet, aber sieht so aus, als würde ich das meiste jetzt verstehen.

10. Eine Spule (n = 5000, r = 12 cm) wird aus der Achsendrehung (f = 20 s^(-1)) abgestoppt. Dabei wird eine Ladung gemessen. Spule und Messgerät haben den Gesamtwiderstand . Berechnen Sie daraus die spezifische Ladung eines Elektrons. (Tolman-Versuch!)
Anleitung: Die Kräfte und sind im Gleichgewicht; der meßbare Spannungsstoß ist .

[TheBiber]

Die Angabe der Frequenz oder Kreisfrequenz ist irreführend. Wenn die Frequenz gemeint ist, nimmt man das Symbol und die Einheit . Wenn die Kreisfrequenz gemeint ist, nimmt man das Symbol und die Einheit . Generell gilt die Beziehung . Obwohl beide formal die gleiche Einheit haben, unterscheidet man Hertz und pro Sekunde, um Verwechslungen zu vermeiden.

Zur Aufgabe selbst: Erstmal ist nicht klar, um was für eine Spule es sich handelt, auf jeden Fall muss man die Induktivität L berechnen können, diese ist normalerweise proportional zu n². Wie das r in die Formel reinfliesst hängt dann von der Spule selbst ab. Ausserdem kommt noch die Permeabilitätszahl irgendwie dazu.

Wenn man die Induktivität einmal hat, muss man wissen, was zu tun ist. Spezifische Ladung heisst, dass das Elektron in diesem speziellen Fall eine andere Ladung aufweist, als normalerweise, weshalb sei jetzt mal dahingestellt. Jedenfalls sucht man die Ladung des Elektrons, dazu teilt man die Gesamtladung durch die Anzahl Elektronen , die Anzahl Elektronen erhält man, wenn man die Masse durch die Elektronenmasse teilt . Nun braucht man noch einige Zusammenhänge, das ohmsche Gesetz und die das Kräftegleichgewicht wurde schon erwähnt. Ebenfalls nützlich könnte der induktive Zusammenhang von Spannung und Strom bei der Induktivität sein: bzw. vereinfacht . Und dann könntest du alles mal kombinieren, umformen und herumkürzen. Ich habe es jetzt nicht zu Ende gerechnet, aber generell musst du einfach ausprobieren, irgendwie auf die Masse zu kommen.

Wahrscheinlich wirst du noch die Frequenz irgendwie brauchen, um die Geschwindigkeit zu eliminieren. Für eine Umdrehung braucht die Spule jedenfalls Sekunden.

Ich hoffe mal, damit kann man was anfangen, allzu einfach ist die Aufgabe nicht gerade.