PHYSIK → Klasse 11 & 12 → Kondensator

Einstieg

In diesem Kapitel wollen wir mithilfe der Bewegung von Elektronen im einem Elektrischen Feld erklären wie ein Röhrenfernseher funktioniert.

1. Stelle zunächst eine Vermutung auf, wie in einem Röhrenfernseher ein Bild erzeugt wurde. Welche Komponenten sind notwendig?
   
2. Braunsche Röhre
   In der Braunschen Röhre werden an einem Heizdraht Elektronen herausgelöst und in einem Elektrischen Feld beschleunigt. Die beschleunigten Elektronen bewegen sich nach dem Austritt aus dem elektrischen Feld durch das Austrittsfenster in ein weiteres senkrecht zur Bewegungsrichtung stehendes elektrisches Feld. Durch ein Füllgas, welches beim Kontakt mit bewegten Elektronen aufleuchtet, wird der Elektronenstrahl in der Röhre sichtbar gemacht.
   

   
   1. Fertige eine Schaltskizze an und beschreibe die Bewegung der Elektronen. Gehe dabei auch auf die genauen Bewegungsformen ein.
   2. Bestimme die Geschwindigkeit der Elektronen nach Beschleunigung im elektrischen Feld mit der Spannung \(U_B\).
   3. Gib die Beschleunigung \(a_K\) der Elektronen im zweiten elektrischen Feld mit der Spannung \(U_K\) an.
   4. Stelle den Vektor \[\vec{s}(t)=\left(\begin{array}{c} s_x(t)\\ s_y(t)\\ \end{array} \right)\] für die Position eines Elektrons im Feld des zweiten elektrischen Feldes in Abhängigkeit von der Zeit \(t\), wobei \(t=0s\) beim Eintritt in das Feld liegen soll.
   5. Drücke die Flugkurve des Elektrons als Zeitunabhängige Größe \[s_y(s_x)\] aus.

Aufgaben

1. Beschreibe den Einfluss der Beschleunigungsspannung und der Kondensatorspannung auf die Flugbahn des Elektrons. Bestimme anschließend aus den Messdaten des ersten Experiments den Quotienten \[\frac{U_K}{U_B}.\]
2. Funktionsweise eines Röhrenfernsehers
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