Ako vypočítať rýchlosť elektrónu

Obsah

• Krok 1: Identifikácia záujmovej rovnice
• Krok 2: Stanovte potenciálny rozdiel v poli
• Krok 3: Vyriešte rýchlosť elektrónu

Elektróny sú jednou z troch základných zložiek atómov, ďalšie dva sú protóny a neutróny. Elektróny sú extrémne malé dokonca podľa štandardov subatomárnych častíc, pričom každá z nich má hmotnosť 9 x 10^-31 kg.

Pretože elektróny nesú čistý náboj, ktorého hodnota je 1,6 × 10^-19coulombs (C), sú urýchľované v elektromagnetickom poli spôsobom analogickým spôsobu, akým sú obyčajné častice urýchľované gravitačným poľom alebo inou vonkajšou silou. Ak viete hodnotu potenciálneho rozdielu týchto polí, môžete vypočítať rýchlosť (alebo rýchlosť) elektrónu pohybujúceho sa pod jeho vplyvom.

Krok 1: Identifikácia záujmovej rovnice

Možno si pamätáte, že v každodennej fyzike je kinetická energia objektu v pohybe rovná (0,5) mv², kde m sa rovná hmotnosti a v sa rovná rýchlosti. Zodpovedajúca rovnica v elektromagnetike je:

qV = (0,5) mv²

kde m = 9 × 10^-31 kg a q, náboj jedného elektrónu, je 1,6 × 10^-19 C.

Krok 2: Stanovte potenciálny rozdiel v poli

Možno ste začali považovať napätie za niečo, čo sa týka motora alebo batérie. Ale vo fyzike je napätie potenciálnym rozdielom medzi rôznymi bodmi v priestore v elektrickom poli. Rovnako ako sa guľa valí z kopca alebo je vedená po prúde tečúcou riekou, elektrón, ktorý je záporne nabitý, sa pohybuje smerom k oblastiam v poli, ktoré sú pozitívne nabité, napríklad anóda.

Krok 3: Vyriešte rýchlosť elektrónu

S hodnotou V v ruke môžete zmeniť usporiadanie rovnice

qV = (0,5) mv²

na

v =

Napríklad, ak je V = 100 a vyššie uvedené konštanty, rýchlosť elektrónu v tomto poli je:

√ ÷ (9 × 10^-31)

= √ 3.555 × 10¹³

6 x 10⁶ pani