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Elektrostatische Beschleuniger
Ausblick
- Im Van-de-Graaf-Beschleuniger sorgt ein mechanisch angetriebenes isolierendes Endlosband für die Beschleunigungsspannung.
- Im Tandembeschleuniger wird die Spannung eines Van-de-Graaf-Beschleunigers durch Umladung zweimal ausgenutzt.
Ausblick
- Im Van-de-Graaf-Beschleuniger sorgt ein mechanisch angetriebenes isolierendes Endlosband für die Beschleunigungsspannung.
- Im Tandembeschleuniger wird die Spannung eines Van-de-Graaf-Beschleunigers durch Umladung zweimal ausgenutzt.
Linearbeschleuniger
Ausblick
- Die Teilchen bewegen sich geradlinig durch wechselnd geladene Driftröhren, in den Zwischenräumen werden sie beschleunigt.
- Zum Laden der Driftröhren wird eine Wechselspannung mit fester Frequenz genutzt, daher müssen die Driftröhren immer länger werden.
- Anwendung finden Linearbeschleuniger z.B. bei der Tumorbestrahlung
Ausblick
- Die Teilchen bewegen sich geradlinig durch wechselnd geladene Driftröhren, in den Zwischenräumen werden sie beschleunigt.
- Zum Laden der Driftröhren wird eine Wechselspannung mit fester Frequenz genutzt, daher müssen die Driftröhren immer länger werden.
- Anwendung finden Linearbeschleuniger z.B. bei der Tumorbestrahlung
Zyklotron
Ausblick
- Ein Zyklotron beschleunigt Teilchen platzsparend auf spiralähnlichen Bahnen
- Die Teilchen bewegen sich dabei senkrecht zu einem homogenen Magnetfeld
- Durch das E-Feld einer hochfrequenten Wechselspannung zwischen den beiden Duanten werden die Teilchen beschleunigt
Ausblick
- Ein Zyklotron beschleunigt Teilchen platzsparend auf spiralähnlichen Bahnen
- Die Teilchen bewegen sich dabei senkrecht zu einem homogenen Magnetfeld
- Durch das E-Feld einer hochfrequenten Wechselspannung zwischen den beiden Duanten werden die Teilchen beschleunigt
Synchro-Zyklotron und Synchrotrone
Ausblick
- Synchro-Zyklotrone und später Synchrotrone erhöhen die maximale Energie von Teilchenbeschleunigern im Vergleich zu einfachen Zyklotronen.
- Beim Beschleunigen bzw. beim Ablenken muss das System mit der relativistischen Massenzunahme der Teilchen synchronisiert werden.
- Man unterscheidet Ionen-Synchrotrone und Elektronen-Synchrotrone
Ausblick
- Synchro-Zyklotrone und später Synchrotrone erhöhen die maximale Energie von Teilchenbeschleunigern im Vergleich zu einfachen Zyklotronen.
- Beim Beschleunigen bzw. beim Ablenken muss das System mit der relativistischen Massenzunahme der Teilchen synchronisiert werden.
- Man unterscheidet Ionen-Synchrotrone und Elektronen-Synchrotrone
Flächenladungsdichte
Ausblick
- Die Flächenladungsdichte ist das Verhältnis aus Ladung und Fläche \(\sigma = \frac{Q}{A}\).
- Die Flächenladungsdichte ist eng mit der Stärke des E-Feldes verknüpft: \({\sigma = {\varepsilon _0} \cdot E}\)
- Die Zusammenhänge gelten auch für gekrümmte Oberflächen wie Kugelschalen.
Ausblick
- Die Flächenladungsdichte ist das Verhältnis aus Ladung und Fläche \(\sigma = \frac{Q}{A}\).
- Die Flächenladungsdichte ist eng mit der Stärke des E-Feldes verknüpft: \({\sigma = {\varepsilon _0} \cdot E}\)
- Die Zusammenhänge gelten auch für gekrümmte Oberflächen wie Kugelschalen.
Ausblick
Funktionsprinzip von Leuchtstofflampen
Ausblick
- In Leuchtstofflampen sorgt keine Glühwendel für Licht sondern Quecksilberatome werden zum Leuchten angeregt.
- Quecksilber emittiert zum großen Teil UV-Licht, dass durch einen speziellen Leuchtstoff in sichtbares Licht umgewandelt wird.
- Leuchtstofflampen können auch durch starke externe Felder zum Leuchten angeregt werden.
Ausblick
- In Leuchtstofflampen sorgt keine Glühwendel für Licht sondern Quecksilberatome werden zum Leuchten angeregt.
- Quecksilber emittiert zum großen Teil UV-Licht, dass durch einen speziellen Leuchtstoff in sichtbares Licht umgewandelt wird.
- Leuchtstofflampen können auch durch starke externe Felder zum Leuchten angeregt werden.
Ausblick
Elektrizitätslehre
Permanentmagnetismus
- Warum zeigen Kompasse immer nach Norden?
- Wie stellt man Magnete her?
- Was versteht man unter einem Magnetfeld?
- Welche Stoffe sind magnetisch?
Themenbereich
Elektrizitätslehre
Einfache Stromkreise
- Warum spricht man eigentlich von Stromkreisen?
- Was fließt denn in einem Stromkreis?
- Was ist ein Kurzschluss?
- Wie funktioniert eine Wechselschaltung?
- Warum zeichnet man Schaltbilder?
Themenbereich
Elektrizitätslehre
Elektrische Grundgrößen
- Was bedeuten eigentlich Volt …
- … und Ampère?
- … und was hat es mit dem OHMschen Gesetz auf sich?
- Wie funktionieren elektrische Messgeräte?
Themenbereich
Elektrizitätslehre
Bewegte Ladungen in Feldern
- Wie funktioniert eine Bildröhre?
- Warum schützt das Erdmagnetfeld vor kosmischer Strahlung?
- Wie funktionieren Teilchenbeschleuniger?
- Kann man die Masse von Elektronen messen?
- Wie groß ist die kleinste Ladung?
Themenbereich
Elektrizitätslehre
Elektrische Arbeit und Leistung
- Wie misst das Elektrizitätswerk die gelieferte Energie?
- Was ist eigentlich ein Watt?
- Kann ein Mensch Wasser zum Kochen bringen?
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Elektrizitätslehre
Elektromagnetische Induktion
- Wie funktioniert ein Elektromotor?
- Wie erzeugt ein Dynamo elektrischen Strom?
- Was bewirkt eine Spule?
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Elektrizitätslehre
Elektromagnetische Schwingungen
- Aus welchen Bauteilen besteht ein elektromagnetischer Schwingkreis?
- Wie lautet die THOMSON-Formel?
- Wo bleibt die Energie eines gedämpften Schwingkreises?
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Elektrizitätslehre
Elektromagnetische Wellen
- Was haben Funkwellen, Licht und RÖNTGEN-Strahlung gemeinsam?
- Wann entstehen elektromagnetische Wellen?
- Wie funktioniert ein Mikrowellenherd?
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Elektrizitätslehre
Glühelektrischer Effekt
- Kann man Ladungen aus Leitern herausholen?
- Was versteht man unter einer Elektronenkanone?
- Wie macht man freie Elektronen sichtbar?
Themenbereich
Elektrizitätslehre
Komplexere Schaltkreise
- Warum werden Steckdosen parallel geschaltet?
- Wie sind die Lampen einer Lichterkette angeordnet?
- Wie erweitert man den Messbereich von Messgeräten?
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Elektrizitätslehre
Kraft auf Stromleiter - E-Motor
- Wie lautet die „UVW- oder Dreifingerregel“?
- Wie ist ein Elektromotor aufgebaut?
- Wie funktioniert eine Magnetschwebebahn?
Themenbereich