H1.2 Elektronenstrahlerzeugung


Um in einer Elektronenstrahlröhre Experimente durchführen zu können, benötigt man einen gebündelten Elektronenstrahl.

Erklären Sie mit Hilfe geeigneter Skizzen, wie man einen gebündelten Elektronenstrahl erzeugen kann.

Leiten Sie begründet eine Formel her, mit deren Hilfe die Beschleunigungsspannung \(U_B\) ermittelt werden kann, die notwendig ist, um die Elektronen im gebündelten Elektronenstrahl auf die Geschwindigkeit \(v\) zu beschleunigen.

(Abi 2008 eA NAI, 2009 eA NAI, 2010 eA AI, 2011 eA AII, 2011 eA NAII, 2012 eA AII, 2016 eA AI)

Für Elektronen, die mit einer Beschleunigungsspannung \(U_B\) beschleunigt wurden, gilt für deren Geschwindigkeit \(v\):

\[ v = \sqrt { \frac{2 \cdot U_B \cdot q}{m_e} }\]

\(q\) = Ladung eines Elektrons,
\(m_e\) = Masse eines Elektrons

Leiten Sie die Gleichung für die Geschwindigkeit \(v\) begründet her.