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Schulleben (2017/2018)

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Bei 150 Millionen km/h gut sichtbar – dank Förderverein

Gut sichtbarer Elektronenstrahl

Schaltung der Röhre mit den 3 Spannungsquellen

Links steht das neue Netzgerät.

Durch Veränderung des Formparameters kann die rote Parabel so angepasst werden, dass sie über dem Elektronenstrahl (blau) verläuft.

Die Vorgänge in einer Elektronenstrahlröhre üben immer wieder eine große Faszination aus:
Aus einem Glühdraht, wie er in jeder Glühbirne zu finden ist, treten Elektronen aus. Werden diese mit einer positiv geladenen Anode „abgesaugt“ und beschleunigt, hat man Elektronen quasi in „freier Wildbahn“ und kann sogar mit ihnen spielen - sie z.B. ablenken.
Beeindruckend auch die Geschwindigkeit, die die Elektronen dabei erreichen. Eine Berechnung, die bereits in der 9. Jahrgangsstufe möglich ist, ergibt bei 5 kV Beschleunigungsspannung 150 Millionen km/h (ca. 14 % der Lichtgeschwindigkeit).

Anspruchsvolle Spannungsversorgung
Leider ist die Röhre jedoch hinsichtlich der Spannungsversorgung anspruchsvoll. Für Heizung, Beschleunigung und Ablenkung werden 3 Spannungsquellen benötigt. Will man zudem einen gut sichtbaren Strahl haben, so muss die Anode geerdet werden (vgl. Schaltbild). Dies bedeutet, dass zwischen Heizung und Erde eine Spannung von 5 kV anliegt. Die üblichen Spannungsquellen für die Heizspannung halten dies jedoch leider nicht aus, sodass wir bislang immer nur einen sehr schwachen Strahl im abgedunkelten Klassenzimmer beobachten konnten.

Neues Netzgerät - finanziert durch Förderverein
Der Förderverein des MGM hat nun ein spezielles Netzgerät finanziert, das sowohl Heiz- als auch Beschleunigungsspannung liefert und die beschriebene Erdung ermöglicht. Der Elektronenstrahl ist jetzt auch bei Tageslicht bis in die hinteren Reihen gut auf dem Schirm sichtbar. Hierfür ganz herzlichen Dank.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten
In der 9. Jahrgangsstufe kann die Röhre neben dem Physikunterricht (Erzeugung Elektronenstrahl, Ablenkung im E-Feld, Geschwindigkeitsberechnung) auch im Mathematikunterricht bei der Behandlung quadratischer Funktionen eingesetzt werden (z.B. Überprüfung der Parabelform mit dem Programm geogebra, Bestimmung des Formparameters). In der Q11 wird die Bahnkurve mit Hilfe des Superpositionsprinzips in Abhängigkeit von Beschleunigungs- und Ablenkspannung berechnet (auch eine beliebte Abituraufgabe). Spannend und beglückend zu sehen, wie exakt die berechnete Kurve mit der Kurve auf dem Schirm übereinstimmt.



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