Lineaire deeltjesversneller blokspanning
stelde deze vraag op 09 september 2018 om 21:22.Ik begrijp dat voor het antwoord op vraag a de formule ΔEel = UPQ * q gebruikt moet worden om zo tot de toename in kinetische energie te komen en zo de eindsnelheid (met de beginsnelheid van 0 m/s) te berekenen. Echter, ik weet niet hoe ik aan de UPQ kom. Ik dacht dat het -60 V (dus U<0) zou zijn, omdat in dat geval de P de minpool is en Q de pluspool waardoor het elektron naar de tweede elektrode zou bewegen. Maar blijkbaar moet UPQ 120 V gebruikt worden.. Kan iemand alstublieft uitleggen waarom dit het geval is? (1)
Verder vroeg ik me af hoe het zit met het omdraaien van de polen. Waarom verblijft een elektron 0,5T in de elektrode? Want als de polen omdraaien nadat het elektron van 1 naar 2 is bewogen doordat U<0 en P (-) en Q (+), zal het U>0 worden en zal elektrode 2 negatief worden en 3 positief en leek mij het mogelijk dat het elektron direct wordt versneld in de ruimte tussen 2 en 3 en zou het niet 0,5T in de elektrode hoeven te verblijven. Waar maak ik hier de denkfout? (2)
Alvast bedankt,
Groetjes Suzie
Reacties
elektronen schieten op een positieve elektrode af. Bij begin hebben ze elektrische energie E = eU Aan het eind heeft het alle elektrische energie omgezet in kinetische: 1/2 mv2. Met die snelheid schiet het de elektrode binnen en behoudt de snelheid.
Tijdens dat verblijf draait de stroomrichting om zodat als de elektrode verlaten wordt de volgende weer positief geladen is en opnieuw een energie eU aan de kinetische wordt toegevoegd: 1/2m(ve2 - vb2) De snelheid wordt steeds groter en de lengte van de elektroden dus ook (want L = ve.Δt)
Zo kan Δt (en daarmee de stroomfrequentie) gelijk gehouden worden omdat de lengte van de elektrode toeneemt. Als de lengte gelijk blijft moet de frequentie steeds hoger worden want de tijd om de stroom om te draaien in richting wordt steeds korter.
Vanuit B moet elektrode 1 aan het begin positief zijn, dus P de hoogste potentiaal (+). Als 1 verlaten wordt moet P negatief zijn zodat elektrode 2 positief is, enz. Het elektron wordt dus pas op t=1,5s losgelaten en niet al op t=0s want dan is P negatief.
Upq is 2x60V (verschil tussen beide spanningen in P resp Q)
Ik betwijfel het antwoordenboek antwoord: van B naar elektrode 1 is ook een spanning van 120V en de gegeven snelheid van 6,50 . 106 m/s is de snelheid waarmee het elektron buis 1 binnengaat en uitkomt. Bij binnenkomst van buis 2 is opnieuw 120 eV kinetische energie toegevoegd.
Het antwoord is alleen correct als B binnen in/op de rand van buis 1 staat.
