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Teilchendetektoren - Ablenkung von bewegten geladenen Teilchen im Magnetfeld
Auf bewegte geladene Teilchen, wirkt im Magnetfeld die Lorentz-Kraft. Richtung und Stärke der Kraft hängen von drei Größen ab:
 Elektrische Ladung der Teilchen (Q)
Geschwindigkeit der Teilchen (v)
Magnetische Flußdichte (B)
Die Lorentz-Kraft wird wie folgt berechnet:
In den hier betrachteten Fällen steht das Magnetfeld senkrecht zur Bewegungsrichtung und man kann vereinfacht schreiben:
F = vQB
Rechte-Hand-Regel
Um die Richtung der Ablenkung zu bestimmen, kann man die Rechte- Hand-Regel verwenden.
An der rechten Hand spreizt man Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger so ab, dass sie die drei Achsen eines Koordinatensystems bilden. Der Daumen wird in Richtung der technischen Stromrichtung gehalten, der Zeigefinger in Richtung der Magnetfeldlinien. Der Mittelfinger zeigt nun in Richtung der Lorentz-Kraft. |
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Mit Hilfe dieser Regel kann man die folgende Skizze leicht verifizieren.
Unterscheidung der Teilchen nach ihrer Ladung
| Negativ und positiv geladene Teilchen werden in entgegengesetzte Richtungen abgelenkt. So können die Ladungen der detektierten Teilchen unterschieden werden. |
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Unterscheidung der Teilchen nach ihrem Impuls
Teilchen mit einem größeren Impuls p werden weniger abgelenkt, als Teilchen mit kleinerem Impuls. Bei bekanntem Bahnradius r kann man den Impuls der detektierten Teilchen bestimmen. Man erkennt den Zusammenhang auch beim Gleichsetzen der entsprechenden Formeln für Lorentz-Kraft (QvB) und Zentripetalkraft (mv²/r).
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