elektrostatik
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| Das elektrische Feld geht von von der positiv geladenen Platte eines Plattenkondensators zur negativ geladenen. Ein Proton $p^{+}$ bewegt sich demnach mit dem Feld; ein Elektron $e^{-}$ gegen das Feld. \\ | Das elektrische Feld geht von von der positiv geladenen Platte eines Plattenkondensators zur negativ geladenen. Ein Proton $p^{+}$ bewegt sich demnach mit dem Feld; ein Elektron $e^{-}$ gegen das Feld. \\ | ||
| Der Vektor, welcher das elektrische Feld beschreibt, kann auf verschiedenen Weisen dargestellt werden: | Der Vektor, welcher das elektrische Feld beschreibt, kann auf verschiedenen Weisen dargestellt werden: | ||
| - | $$\vec{E} = E_{x}\vec{e}_{x} = (E_{x}, 0) = \overset{E_{x}}{0}$$ | + | $$\vec{E} = E_{x}\vec{e}_{x}+E_{y}\vec{e_{y}}$$ |
| + | $$\vec{E_{1}} = E_{x}\vec{e}_{x} = (E_{x}, 0) = (\overset{E_{x}}{0})$$ | ||
| + | $$\vec{E_{2}} = E_{y}\vec{e_{y}} = (0, E_{y}) = (\overset{0}{E_{y}})$$ | ||
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| + | ==== Herleitung ==== | ||
| + | === Physikalische Situation === | ||
| + | * Plattenkondensator: | ||
| + | * homogenes elektrisches Feld $\vec{E}$ entsteht | ||
| + | * Elektron $q_{e} = -e$ befindet sich zwischen den Platten | ||
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| + | === Kräfte und Beschleunigung === | ||
| + | 2. Newtonsches Gesetz: | ||
| + | $$\vec{F} = m \cdot \vec{a}$$ | ||
| + | Die Kraft auf das Elektron ist die Coloumbkraft im Feld: | ||
| + | $$\vec{F_{e}} = q_{e} \cdot \vec{E}$$ | ||
| + | Einsetzen in $m \cdot \vec{a} = \vec{F}$: | ||
| + | $$m_{e} \cdot \vec{a} = q_{e} \cdot \vec{E} ⇒ \vec{a} = \frac{q_{e}}{m_{e}} \cdot \vec{E}$$ | ||
| + | Da $q_{e} = -e$ für ein Elektron, gilt: | ||
| + | $$\vec{a} = - \frac{e \cdot E_{x}}{m_{e}} \cdot \vec{E}$$ | ||
| + | Das Minuszeichen bedeutet, dass die Beschleunigung entgegen der Feldrichtung zeigt, da es sich um ein Elektron handelt. Die Richtung kann explizit wie folgt angegeben werden. So wird gezeigt, dass die x-Richtung als Achse gewählt wurde und $\vec{a}$ zeigt nach $-x$: | ||
| + | $$\vec{a} = \frac{e \cdot E_{x}}{m_{e}} \cdot (-\vec{e_{x}})$$ | ||
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| + | === Bewegungsgleichungen === | ||
| + | Angenommen, das Teilchen startet aus Ruhe, gilt $v_{0} = 0$. \\ | ||
| + | Nun kann die Formel der gleichmässig bescheunigten Bewegung angewendet werden: | ||
| + | $$Δs = v_{0} \cdot t + \frac{1}{2} \cdot a \cdot t^{2} = \frac{1}{2} \cdot a \cdot t^{2}$$ | ||
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