Experimente zu Strömen und Leitern in Magnetfeldern
Fadenstrahlrohr mit magnetischer Ablenkung
Elektronen als negativ geladene Elementarteilchen lassen sich wie alle elektrisch geladenen Teilchen durch magnetische Felder beeinflussen. In einem Fadenstrahlrohr, welches einen ähnlichen Aufbau wie die bekanntere Brownsche Röhre hat (beispielsweise in alten Fernsehapparaten), kann mit Hilfe eines Helmholtzspulen-Paars ein homogenes Magnetfeld erzeugt werden. Das Fadenstrahlrohr besteht aus einem evakuierten Glaskolben, in dem über eine Glühwendel und eine Lochanode Elektronen in einem Strahl beschleunigt und in das magnetische Feld eingebracht werden. Hier durchlaufen sie je nach Feldstärke die Bahn eines Kreises mit größerem oder kleinerem Durchmesser.
zum Versucheine stromdurchflossene Schaukel kann sich in einem Magnetfeld bewegen
Hängt man einen stromdruchflossenen Leiter in das homogene Magnetfeld eine Hufeisenmagneten, so beobachtet man wie sich der Leiter, hier in Form einer Schaukel, je nach Stromrichtung und Orientierung des Magnetfeldes entweder aus dem Hufeisenmagneten hinaus oder hinein bewegt. Dieser Versuch veranschaulicht die Wirkung der Lorentz-Kraft, die orthogonal zu magnetischen und elektrischen Feldern wirkt.
zum Versuchbewegte Ladungsträger in einem Magnetfeld
Bewegte Ladungsträger werden in einem Magnetfeld durch die Lorenzkraft abgelenkt. Dieser Effekt lässt sich ausnutzen, um die Stärke eines (statischen) Magnetfelds zu bestimmen. Dazu wird an ein sog. Hall-Plättchen eine Spannung angelegt, um Ladungsträger in diesem Plättchen zu bewegen. Existiert eine Magnetfeldkomponente senkrecht zu dieser Spannung und senkrecht zur Oberflächennormale des Plättchens, werden die Ladungsträger gemäß der Lorenzkraft im Plättchen senkrecht zur angelegten Spannungsrichtung abgelenkt, wodurch es zu einer Anhäufung von Ladungsträgern an den einen Seiten des Plättchens und somit zur Ausbildung der sog. Hall-Spannung kommt.
zum Versuch