Innhold
- Trinn 1: Identifiser interessekompensasjonen
- Trinn 2: Bestem den potensielle forskjellen over hele feltet
- Trinn 3: Løs for elektronets hastighet
Elektroner er en av de tre grunnleggende bestanddelene av atomer, de to andre er protoner og nøytroner. Elektroner er ekstremt små, selv med standarder for subatomære partikler, og hver har en masse på 9 × 10-31 kg.
Fordi elektroner har en nettoladd, hvis verdi er 1,6 × 10-19coulombs (C), blir de akselerert i et elektromagnetisk felt på en måte som er analog med måten vanlige partikler akselereres av et gravitasjonsfelt eller annen ytre kraft. Hvis du vet verdien av dette feltets potensialforskjell, kan du beregne hastigheten (eller hastigheten) til et elektron som beveger seg under påvirkning.
Trinn 1: Identifiser interessekompensasjonen
Du husker kanskje at i hverdagens fysikk er den kinetiske energien til et objekt i bevegelse lik (0,5) mv2, der m er lik masse og v er lik hastighet. Den tilsvarende ligningen i elektromagnetikk er:
qV = (0,5) mv2
hvor m = 9 × 10-31 kg og q, ladningen til et enkelt elektron, er 1,6 × 10-19 C.
Trinn 2: Bestem den potensielle forskjellen over hele feltet
Du har kanskje kommet til å betrakte spenning som noe som gjelder en motor eller et batteri. Men innen fysikk er spenning en potensiell forskjell mellom forskjellige punkter i rommet i et elektrisk felt. Akkurat som en ball ruller nedover eller blir ført nedstrøms av en rennende elv, beveger et elektron, som er negativt ladet, mot områder i feltet som er positivt ladet, for eksempel en anode.
Trinn 3: Løs for elektronets hastighet
Med verdien av V i hånden kan du omorganisere ligningen
qV = (0,5) mv2
til
v =
For eksempel, gitt V = 100 og konstantene over, er hastigheten til et elektron i dette feltet:
√ ÷ (9 × 10-31)
= √ 3.555 × 1013
6 x 106 m / s