Elektron im Feld eines Plattenkondensators

Chemiker995 · Anmeldungsdatum: 03.02.2016 Beiträge: 1

Meine Frage:
Moin, hoffe das Thema gehört hier her(könnte ja sicher auch Quantenmechanik sein).

Wir haben die Aufgabe bekommen:

An einem Plattenkondensator liegen 230V Spannung an. Der Plattenabstand beträgt 2cm. Welche Geschwindigkeit erreicht ein Elektron entlang einer Feldline auf dem Weg von 5mm.

Mein Dozent hat als Lösung angeschrieben:

Ergibt für v:

Soweit klar. Dann meinte er aber man müsste diesen Ausdruck mit 5mm/20mm also s/d multiplizieren um auf das Ergebnis zu kommen.

Frage: Kann das sein?

Danke im Voraus für Antworten ??

Meine Ideen:
Meiner Meinung nach liefert der Energieansatz vmax bezogen auf die Beschleunigung der gesamten Strecke, folglich bis zur nächsten Platte also Strecke d. Da es aber doch eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung ist, kann ich doch nicht sagen das die Geschwindigkeit dann s/d*vmax ist.

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Die allgemeine Formel würde gelten, wenn das Elektron an der einen Platte startet und bis zur anderen Platte fliegt, also die gesamte Spannung von 230 V durchläuft.
In der Aufgabe soll der Weg des Elektrons aber nur 5 mm betragen. Das ist 1/4 des Plattenabstands und zwischen Anfangs- und Endpunkt dieser Strecke liegt auch nur 1/4 der Kondensatorspannung an. (5 mm / 20 mm = 1/4)

Chemiker995/1 · Gast

Danke für die schnelle Antwort. Also ist das so wie vom Dozenten notiert richtig?

Besten Gruß

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Es ist richtig. Aber es scheint mir, du siehst das nicht so ganz ein ... ? grübelnd

Chemiker995/1 · Gast

Oder müsste das 1/4 sich dann nicht unter der Wurzel vor U befinden ?

Chemiker995/1 · Gast

Doch verstehe es schon ein wenig. Ich denke mir das nun so:

Spannung ist ja definiert als das Integral der Feldstärke multipliziert mit d und dann macht es schon Sinn warum dann bis s nur 1/4 U anliegt. Aber prinzipiell müsste man doch auch den Weg gehen können, dass man erst die "Flugzeit" errechnet und diese gemäß v=a*t einsetzt und v so erhält. Oder nicht?

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Wo du recht hast, hast du recht!
Ich hatte nur darauf geschaut, daß der Faktor s/d richtig ist, aber er gehört natürlich zu dem U (1/4 der Spannung) und damit unter die Wurzel!
Ich bitte um Verzeihung! Gott

Die andere Rechnung ist sicher auch möglich, aber die gegebene Lösung finde ich einfacher!

Chemiker995/1 · Gast

Ok, kein Problem! Dann bin ich ja froh, dass ich es nun verstanden habe! Die Ergebnisse sind nun mit dem 1/4 unter der Wurzel auch äquivalent und ich gehe dann mal davon aus, das mein Lösungsvorschlag, wenn auch umständlich, dennoch richtig war! Hat der Physik LK wenigstens etwas gutes gehabt ;-)

Danke für die Hilfe!