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Schule Zyklotron
Rick007
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2020-01-12 15:17


Hey,

Ich hätte zwei Verständnisfragen zum Zyklotron:

1. Die Frequenz der Wechslespannung, die an die beiden Duanden angelegt wird, kann man ja über die Durchlaufzeit durch die beiden Duanten bestimmen. Dabei wird aber nicht die Zeit berücksichtigt, die das Teilchen zwischen den beiden Duanten benötigt (und die sich ja aufgrund der Beschleunigung ständig ändert)?!. So wie ich das verstanden habe, ist die elektrische Feldkraft dort deutlich stärker als die Lorentzkraft, weswegen hier auch eine geradlinige Bewegung und keine Kreisbewegung entsteht?!

2. Wieso ist im Inneren der beiden Duanten kein elektrisches Feld. Ich habe mal überlegt, dass diese ähnlich wie ein Faradayscher Käfig wirken, aber ich komm nicht drauf, wie das hier funktionieren soll...


Danke schonmal
LG



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Spock
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2020-01-13 19:55


Hej Rick!

2020-01-12 15:17 - Rick007 im Themenstart schreibt:
...
1. Die Frequenz der Wechslespannung, die an die beiden Duanden angelegt wird, kann man ja über die Durchlaufzeit durch die beiden Duanten bestimmen. Dabei wird aber nicht die Zeit berücksichtigt, die das Teilchen zwischen den beiden Duanten benötigt (und die sich ja aufgrund der Beschleunigung ständig ändert)?!

Das ist richtig. Wichtg für die Frequenz ist aber nur der Moment, in der das Teilchen in das elektrische Feld eintritt

2020-01-12 15:17 - Rick007 im Themenstart schreibt:
...
So wie ich das verstanden habe, ist die elektrische Feldkraft dort deutlich stärker als die Lorentzkraft, weswegen hier auch eine geradlinige Bewegung und keine Kreisbewegung entsteht?!

Nein, das magnetisches Feld wirkt auch im Spalt, weswegen die Teilchenbahn dort strenggenommen auch einen "Bogen" als Teil einer Schraubenlinie vollführt.

2020-01-12 15:17 - Rick007 im Themenstart schreibt:
...
2. Wieso ist im Inneren der beiden Duanten kein elektrisches Feld. Ich habe mal überlegt, dass diese ähnlich wie ein Faradayscher Käfig wirken, aber ich komm nicht drauf, wie das hier funktionieren soll...

Deine Überlegung ist richtig, die beiden Duanten sind Faradaykäfige, wo liegt dann noch Dein Verständnisproblem?



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rlk
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, eingetragen 2020-01-13 22:04


Hallo Rick007,
wie Du richtig schreibst, ist in den Beschleunigungsspalten die Kraft durch das elektrische Feld viel größer als die durch das magnetische Feld. Die Teilchen bewegen sich auf Kreisbögen mit großem Radius, die gut durch Strecken angenähert werden können. Die Flugzeit auf diesen Strecken ist viel kleiner als die durch die Duanten.

Die Duanten wirken als Faraday-Käfige, das zur Beschleunigung angelegte elektrische Feld  ist im Inneren nicht wirksam.

Servus,
Roland


[Die Antwort wurde vor Beitrag No.1 begonnen.]



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Rick007
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, vom Themenstarter, eingetragen 2020-01-14 21:02


Danke erst mal für die Antworten,

In die beschleunigende Kraft gegenüber der Lorentzkraft, zwischen den Duanten überwiegt, hängt ja prinzipiell vom Verhältnis Spannung zu Flussdichte des Magnetfelds ab...
Aber wenn die Strecke zwischen den Duanten vernachlässigbar ist, würde es theoretisch ja auch bei langsamen Teilchen noch passen...

Was mir aber beim Faraday-effekt noch nicht ganz klar ist, ist dass die Duanten ja nicht vollständig geschlossen sind, also keine Ladungstrennung stattfinden kann, die dem elektrischen Feld entgegen wirkt?!

LG



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