ILS Einsendeaufgabe ELEA07P

1. a) Berechnen Sie den Betrag B der magnetischen Flussdichte!
b) Begründen Sie, warum man aus der Aufgabenstellung schließen kann, dass das Elektron senkrecht zu den magnetischen Feldlinien beschleunigt wurde.
c) Erörtern Sie die Bedeutung der Formulierung „ … innerhalb des Magnetfelds …“
2. a) Bestätigen Sie durch eine kommentierte Berechnung, dass die Masse eines J-131 Isotops den Wert 2,1753 · 10–25 kg hat und der Kern 78 Neutronen enthält.
b) Begründen Sie, warum diese Ionisierung so gut wie keinen Einfluss auf die Masse der in der Probe enthaltenen Isotope hat!
c) Die Kenngrößen des Geschwindigkeitsfilter sind E = 3,4 · 105 Vm–1 und B = 2,1 T. Bestätigen Sie rechnerisch, dass nur Teilchen mit einer Geschwindigkeit v ≈ 1,619 · 105 ms–1 diesen Filter passieren!
d) Berechnen Sie die Distanz x zwischen dieser Blende und dem Aufschlagpunkt der J-131-Ionen und beschreiben Sie die Bahnkurve!
3. a) Beschreiben Sie den Einfluss dieser Verjüngung auf die Elektronengeschwindigkeit und den Betrag der Hall-Spannung.
b) Bestimmen Sie die Polarität der an dem Kristall entstehenden Hall-Spannung und begründen Sie Ihre Antwort.
c) Berechnen Sie den Betrag der Hall-Spannung UH aus den Formeln
4. Vor einer mit einem Eisenkern gefüllten Spule dreht sich ein Magnet (Abb. F.2). Ein an die Spule angeschlossenes Messgerät ergibt den in Abb. F.3 gezeigten zeitlichen Verlauf der Induktionsspannung Ui. Erläutern Sie diesen und entscheiden Sie begründet, an welchen Stellen des Diagramms einer der Magnetpole dem Eisenkern direkt gegenüber steht.
5. Nehmen Sie an, Ihr Fahrrad sei mit einer altertümlichen Beleuchtungsanlage mit klassischem Dynamo und Glühlämpchen ausgestattet. Während Ihrer Nachfahrt
brennt eines der beiden Lämpchen durch. Begründen Sie, warum sich das Fahrrad nun leichter treten lässt, obwohl sich der Dynamo weiter am Reifen anliegt und das andere Lämpchen auch noch leuchtet!