Beschleunigungsspannung
Mit der Beschleunigungsspannung werden elektrisch geladene Elementarteilchen auf sehr hohe Geschwindigkeiten gebracht. Zu Forschungszwecken geschieht dies im Teilchenbeschleuniger. Eine Beschleunigungsspannung sorgt aber auch in jeder Bildröhre dafür, dass die Elektronen mit hoher Geschwindigkeit auf die, von innen mit einer Leuchtschicht versehenen, Frontseite der Bildröhre trifft. Je schneller die Elektronen sind, um so heller kann der getroffene Punkt aufleuchten. Die Geschwindigkeit errechnet sich nach der Formel:
Für kleine Geschwindigkeiten ( v << c ) gilt auch die folgende zugeschnittene Größengleichung als Näherung:
Aus den obigen Formeln kann man ersehen, dass die Geschwindigkeit eines Teilchens nur von der Spannung und den physikalischen Eigenschaften des Teilchens abhängt. Der Abstand von Kathode zur Anode spielt keine Rolle. Je größer der Abstand der beiden Elektroden ist, um so kleiner ist die elektrische Feldstärke und somit auch die Beschleunigung. Dafür hat man eine längere Beschleunigungsstrecke, an dessen Ende das Teilchen die gleiche Geschwindigkeit hat wie bei kurzer Strecke und hoher Beschleunigung. Die oberste Formel (nicht die Näherung) eignet sich auch zur Berechnung der Geschwindigkeit anderer Teilchen z.B. des Protons oder des Alpha-Teilchens. Die Werte für Elementarladung und Ruhemasse müssen nur entsprechend angepasst werden. Obwohl die Geschwindigkeit nicht von der Beschleunigungsstrecke abhängt, kann man einen Teilchenbeschleuniger nicht beliebig kurz bauen. Um die Spannung nicht zu groß werden zu lassen (Isolationsprobleme), werden dort oft mehrere Beschleunigungsstrecken hintereinander geschaltet. Durchläuft ein Teilchen 10 Strecken mit jeweils 1 MV Beschleunigungsspannung, dann ist es genau so schnell, wie bei einer Strecke mit 10 MV.
siehe auch: Elektronenvolt