Abitur Physik am Gymnasium Trittau/Versuche/Wien-Filter

Funktion und Anwendung

Der Wien- oder Geschwindigkeitsfilter ist mithilfe von einem elektrischem und magnetischem Feld in der Lage Teilchen welche einee bestimmte Geschwindigkeit haben aus einer Ionen- oder Elektronenqelle herrauszufiltern.

Anwendung finder der Wienfilter zum Beispiel in Massenspektrometern oder Teilchenbeschleunigern, wo er genutzt wird um verschiedene Massen ider Geschwindigkeitennaus einem Teilchenstrshl herrauszufiltern.

Erklärung

Wie in der Abbildung gezeig, besteht der Wien Filter Grundlegend aus einem magnetischem Feld $\overrightarrow{B}$ welches hier vom Beobachter weg verläuft, einem elektrischen Feld$\overrightarrow{E}$, dass von Plus nach Minus also inndeisem Fall von Oben anch Unten verläuft, aowie einer Lochblende als Ausgang.

Kommt ein Teilchien von links in den Filter wird es bei eier Geschwindigkeit von $v \neq v_0$ aufgrund der Lorenzkraft nach oben oder unten abgelenkt und kommt nicht mehr durch die Lochblende. Es kommen also nur Teilchen mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch den Filter.

Die Ablenkung kann anchnder Drei-Finger-Regel ermittelt werden.

Formeln

Die Durchlassgeschwindigkeit lässt sich von $q E = q v B$ ableiten und lautet daher:

$v = \frac{E}{B}= \frac{|\overrightarrow{E}|}{|\overrightarrow{B}|}$