Indhold
- Trin 1: Identificer interessens ligning
- Trin 2: Bestem den potentielle forskel over marken
- Trin 3: Løs for elektronens hastighed
Elektroner er en af de tre grundlæggende bestanddele af atomer, de to andre er protoner og neutroner. Elektroner er ekstremt små, selv efter standarderne for subatomære partikler, hvor hver har en masse på 9 × 10-31 kg.
Fordi elektroner bærer en nettoladning, hvis værdi er 1,6 × 10-19coulombs (C), accelereres de i et elektromagnetisk felt på en måde, der er analog med den måde, almindelige partikler accelereres af et gravitationsfelt eller anden ekstern kraft. Hvis du kender værdien af dette felt potentialeforskel, kan du beregne hastigheden (eller hastigheden) for et elektron, der bevæger sig under dens indflydelse.
Trin 1: Identificer interessens ligning
Du kan huske, at i den fysiske fysik er den kinetiske energi for et objekt i bevægelse lig med (0,5) mv2, hvor m er lig med masse og v er lig med hastighed. Den tilsvarende ligning i elektromagnetik er:
qV = (0,5) mv2
hvor m = 9 × 10-31 kg og q, ladningen for et enkelt elektron, er 1,6 × 10-19 C.
Trin 2: Bestem den potentielle forskel over marken
Du er måske kommet til at betragte spænding som noget, der vedrører en motor eller et batteri. Men inden for fysik er spænding en potentiel forskel mellem forskellige punkter i rummet inden for et elektrisk felt. Ligesom en kugle ruller ned ad bakke eller føres nedstrøms af en strømmende flod, bevæger en elektron, der er negativt ladet, mod områder i marken, der er positivt ladet, såsom en anode.
Trin 3: Løs for elektronens hastighed
Med værdien af V i hånden kan du omarrangere ligningen
qV = (0,5) mv2
til
v =
For eksempel, med V = 100 og konstanterne ovenfor, er hastigheden af et elektron i dette felt:
√ ÷ (9 × 10-31)
= √ 3.555 × 1013
6 x 106 Frk