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[Musik]
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drei bausteine elektronen die erste
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teilchen
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[Musik]
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der zeit war eine wichtige plattform gas
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entladen fundus der vorbereitung
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eingreifen und ihn zeigen welche
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phänomenen man dann beobachten wenn dies
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dann lager ist werden wir zeigt sich
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dass die elektronen wie geladene
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teilchen reich mir deine stimme das
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behältnis laden zum masse uplink versuch
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bestimmte die man ein elektrisches feld
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und magnetische wichtig dann misst nur
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das verhältnis und durch den nicht die
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einzigen großen spaß
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[Musik]
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dieser versuch soll uns zeigen dass
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elektrizitätsleitung auch in gasen
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möglich ist
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ich habe hier eine kathode und eine
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anode als platten in einer glasröhre
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dazwischen liegt eine spannung an von
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drei kilo gold was passiert mit gas
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molekülen oder atomen die in diesem feld
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sind und sie werden polarisiert sie
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werden zu induzierten die polen aber sie
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tragen keine ladung sie kann nicht
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beschleunigt werden um die gas atome zu
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beschleunigen müssen sie erst ionisiert
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werden zu geladenen teilchen werden
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das geschieht durch beschuss mit
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elektronen so genannte stoß ionisation
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spontan können von der kathode
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elektronen ausgelöst werden zb durch
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radioaktive strahlung und diese
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verlassen da die kathode sie kommen aber
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bei an passieren druck dabei nicht weit
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denn die atmosphäre bremst sich schnell
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wieder ab ich muss den druck in der
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röhre vermindern damit sie eine
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nennenswerte strecke zurücklegen können
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dazu schalte ich eine vakuumpumpe ein
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die über den pump stützen mit der röhre
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verbunden ist
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ganz hat die gasleitung gezündet
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ich schalte bei diesen druck jetzt mal
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die pumpe aus und versuche die
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elektronen mit einem magneten abzulenken
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wir sehen das geht nach der rechten hand
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regeln können wir zb schließen dass es
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hier tatsächlich negative ladungsträger
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sind die abgelenkt werden die elektronen
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werden also von der kathode ausgesandt
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werden beschleunigt durch das
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elektrische feld in der röhre und
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schafften es erstmalig nach einer
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gewissen beschleunigungs strecke mit
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ihrer kinetischen energie aus dem gas
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abhängen weitere elektronen
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herauszuschlagen
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es findet dort stoße organisation statt
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gleichzeitig leuchtet das gas auf denn
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die moleküle werden in einen angeregten
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zustand versetzt
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wer seine energie wieder abgibt und der
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emission von lichtquanten ich evakuiert
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jetzt weiter
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bei einem druck von etwa 1 million
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entsteht eine geschichte die entladung
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die elektronen haben hier genügend
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energie zum ersten mal zu ionisieren sie
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geben dabei ihre energie vollständig an
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die gas atome ab dann entsteht ein
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dunkelraum sie holen wie der kinetische
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energie auf und können erneut ionisiert
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das wiederholt sich mehrere male
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jetzt habe ich den druck so stark
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vermindert dass nur noch wenige stöße
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auf dem weg durch ihre stattfinden die
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elektronen können im wesentlichen
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ungehindert von der kathode zur anode
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fliegen als sogenannte kathoden strahlen
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diese kathoden strahlrohren und der
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verminderten druck waren die ersten
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röhren die elektronenstrahlen erzeugen
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konnten zb die erste supercopa höhere
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braunschen röhre hat auf diesem prinzip
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gearbeitet und nicht mit glykämischen
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wenn sie heute im labor freie elektronen
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erzeugen möchten dann müssen sie eine
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glüh kathode keine gas einladung können
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das ganze sieht im aufbau so aus dass
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sie ein drähtchen haben und durch diesen
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drähtchen fliesst ein strom war hier
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eine spannung angelegt der draht fängt
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an zu glühen und aus diesen glühenden
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draht können elektronen austreten
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das ganze befindet sich in einer gut
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etablierten röhre
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hier sein schirm diese schirm besteht
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aus diesem material syncsort dass man
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auf treffen von strahlung elektronen ein
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lichtblitz erzeugt also hier fließen
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strom durch elektronen entstehen der wir
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uplink versuche machen wollten wird eine
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blinde eingebaut
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diese blinde hat einen nur den sinn die
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elektronen die in allen richtungen hier
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rauskommen
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ein gewisser bruchteil kann durch diese
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blinde durchgehen und danach hatten hier
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eine anode diese anode ist positiv
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geladen
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und sie hat ein kleines loch zwischen
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kathode und anode liegt eine spannung
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was passiert also hier die vorstellung
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wie elektronen treten aus und die
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elektroden werden beschleunigt und
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landen ging gerichtet aus dieser blinde
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raus ohne weitere maßnahmen hätte ich
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hier eine streuung und hier ein hellen
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flecken dancing zu fit schön ecm zu
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bestimmen muss man eigentlich etwas
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kombinieren nämlich die ablenkung in
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einem elektrischen feld das kann ich
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simulieren durch einen platten
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kondensator und eine ablenkung in ein
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magnetfeld und die kombination von
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diesen beiden ablenkungen liefert mir
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das verhältnis von ecm nicht die größten
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einzelne ist wichtig das verhältnis wird
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gemessen
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wie wir die fundamentale gleichung masse
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mal beschleunigung ist gleich die summe
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aller angreifenden kräfte
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das wäre die grund gleichung der
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mechanik und die kräfte die hier wirken
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werden
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die ladung mal die mittig zwischen feld
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und ein magnetfeld tvb und was man der
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gleichung ganz schön sieht die durch m
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geht in diesen uplink versuchen ein
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hier ist das elektrische feld die
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geschwindigkeit des teilchens
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magnetische flussdichte das heißt das
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verhältnis der quotient durch m wird zu
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erwarten wenn das anschaut das teilchen
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hier durchläuft ein beschleunigungs
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spannung und diese aufgrund dieser
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beschleunigung spannung
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die 241 ist gleich mal die durchlaufende
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beschleunigen spannung ist gleich im
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wesentlichen die kinetische energie der
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teilchen am ende dass das heißt die
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spannung liegt die kinetische energie
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fest
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um das verhältnis von ecm machen
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betrachte man was passiert wenn ich
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jetzt hier einen platten kondensators
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noch einbauen so das ist eine weitere
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ablenkung gibt weil die obere platte
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mein ding positiv geladen ist und die
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untere negativ geladen ist
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dann würde eine weitere ablenkung
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erfolgen
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ein negativ geladenes teilchen würde
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hier abgelenkt werden dass hier
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verlassen und an einen anderen punkt
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ankommen
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wir wollen den winkel ausrechnen denn
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ich hier beobachte und dieser winkel und
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der ablenkung wäre gegeben durch v
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senkrecht und v0 schauen uns das noch
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mal genauer an
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also wir haben einen kondensator dieser
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kondensator ist geladen weil eine
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ablenkung anlegt der kondensator habe
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eine länge von l
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und hier möge das elektron eintreten
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vorstellung wäre von uns sind teilchen
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mit einer geschwindigkeit von 0
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wie lange braucht es teilchen um von
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links nach rechts zu laufen
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das können wir sagen geschwindigkeit war
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weg durch zeit daraus folgt die zeit die
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benötigt ist nichts weiter als die länge
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des kondensators durch das v 0 mit dem
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hier reingeht in dieser zeit
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wird es teilchen auch beschleunigt in
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einem elektrischen feld
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er fährt ein geladenes teilchen eine
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kraft die proportional zur fällt steige
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ist und die fällt steige ist in einem
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platten kondensators ein homogenes fällt
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das heißt es wird eine senkrechte
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geschwindigkeits komponente bekommen und
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frau senkrecht ist nichts weiter als x
00:13:09
te
00:13:09
da ist aber nichts anderes als die
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ladung durch die masse mal die
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elektrische feldstärke betrag x die zeit
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hier benötigt zum durchlaufen und es ist
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durch
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das heißt dass teilchen hier am ausgang
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hat weiterhin die komponente v0 aber
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noch eine weitere komponente senkrecht
00:13:48
durch die beschleunigung
00:13:51
das heißt dass teilchen wurde um ein
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winkel alpha abgelenkt und dieses winkel
00:13:58
alpha bis gegeben durch tangens alpha
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ist v senkrecht durch vsv senkrecht ist
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also gleich frau senkrecht war durch mlv
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0 durch v 00 quadrat
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das heißt wir sehen die ablenkung
00:14:35
tangens alpha liefert eigentlich etwas
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vor was durch die kinder
00:14:44
[Musik]
00:14:47
noch nicht durch die durch m zu erhalten
00:14:52
brauche ich die ablenkung magnetfeld
00:15:03
durch die kombination einer ablenkung im
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elektrischen feld und in ein magnetfeld
00:15:08
lässt sich durch m bestimmen wenn sie
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das durch essen für zu weit finden sie
00:15:16
dass sie im magnetfeld durch den impuls
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messen und die kombination von beiden
00:15:24
liefert mir so wichtig wir brauchen die
00:15:34
kombination chance noch mal hin
00:15:41
ablenkung im elektrischen feld und
00:15:45
magnetischen feld um das verhältnis von
00:15:49
durch zu bestimmen es sind immer nur das
00:15:53
verhältnis von idm auf dieses
00:15:57
verhältnisses kein nachweis einer
00:15:59
partikeln eigenschaft des elektrons
00:16:03
[Musik]
