Nachdem sich die SuS in einem vorangegangenen Stationenlernen mit Grundlagen zu magnetischen Feldern, der Lorentz-Kraft und der Funktionsweise der Elektronenkanone vertraut gemacht haben, sind sie mit diesen Arbeitsblättern in der Lage den Fadenstrahlrohrversuch zur Bestimmung der spezifischen Elektronenladung durchzuführen und auszuwerten.

Egal ob im Realexperiment oder in der Simulation: Dieses Material führt Ihre Lernenden sicher durch den Versuch und zur Bestimmung der Elektronenmasse.

Die SuS messen für verschiedene Kombinationen von Beschleunigungsspannungen und Spulenströmen den Kreisbahndurchmesser der Elektronen. Zur Auswertung deuten sie zunächst qualitative Zusammenhänge zwischen (i) Kreisbahnradius und Beschleunigungsspannung sowie zwischen (ii) Kreisbahnradius und Spulenstrom. Damit die SuS möglichst selbstständig arbeiten können, liegen zu diesem ersten Teil der Auswertung Hilfekarten am Lehrerpult bereit.

Im Anschluss leiten sich die SuS durch ein weiteres Arbeitsblatt angeleitet die Formel zur Berechnung der spezifischen Ladung her, die sie nutzen, um für die Versuchsreihe mittels einer graphischen Auswertung e/m-Werte zu bestimmen. Aus der Steigung der Geraden in einem U->B²r² Diagramm wird mit der zu diesem Zeitpunkt bereits aus dem Millikan-Versuch bekannten Elektronenladung die Masse eines Elektrons bestimmt und die Güte des Versuchs bewertet.

Im Anschluss an die Bestimmung wenden die SuS auf (nicht in diesem Material enthaltenen) Arbeitsblättern ihre Kenntnisse an, um die Größe der Horizontalkomponente des Erdmagnetfeldes zu bestimmen und erklären die Funktionsweise eines WIENschen Geschwindigkeitsfilters.