Physik Grundlagen

Bestimmt werden kann die spezifische Ladung e/m von Elektronen beispielsweise durch das sogenannte Fadenstrahlrohr. Grob gesagt werden dabei Elektronen in ein homogenes Magnetfeld mithilfe einer Spannung beschleunigt. Das Ganze findet dabei in einen evakuierten Glaskolben, der mit etwas Wasserstoffgas (H2) gefüllt ist, statt. Durch die auf sie wirkende Lorentzkraft (stehts senkrecht), beschreiben sie eine Kreisbahn. Nun kann der Radius deshalb gemessen werden, da ein Teil der Elektronen Gasmoleküle zum Leuchten anregen.

Um das geschriebene auch noch einmal in Formeln auszudrücken, hier der Weg zur Berechnung der spezifischen Ladung von Elektronen:

Erst einmal setzt man die Lorentzkraft der Zentripetalkraft gleich:

Anschließend erhält man daraus den Betrag der spezifischen Elektronenladung:
(*)

Die nun benötigte Geschwindigkeit erhält man durch den Energieerhaltungssatz. Dabei wird Wü (U*e) mit Wkin (0,5*m*v²) gleichgesetzt.

Dies löst man nun nach v auf und setzt es in die obere Gleichung (*) ein. So erhält man folgende Endformel für die Berechnung der spezifische Ladung e/m von Elektronen: