Рухаючись рівноприскорено без початкової швидкості, електрон долає відстань між анодом та катодом за 2,5 мкс. Якою є ця відстань, якщо анодна напруга становить 500 В? дано/ рішення будь ласка
Ответы
Ответ:
Для вирішення цієї задачі, можна використовувати рівняння руху для електрону у вакуумі.
Рівняння руху для зарядженого частинки (електрону) в електричному полі вакууму виглядає так:
d = (1/2) * a * t^2
Де:
- d - відстань між анодом і катодом.
- a - прискорення (прискорення електрону під впливом електричного поля).
- t - час, за який електрон пролетів відстань d.
Ми знаємо, що час t дорівнює 2,5 мікросекундам, а анодна напруга становить 500 В. Електрон заряджений, його заряд позначається q і дорівнює заряду елементарного заряду e, тобто q = -e.
Також відомо, що сила, яка діє на електрон, викликана напругою, визначається формулою:
F = q * E
Де:
- F - сила.
- E - напруга.
А сила також пов'язана з масою m і прискоренням a за другим законом Ньютона:
F = m * a
Можна поєднати обидві ці формули:
q * E = m * a
За другим законом Ньютона, прискорення a дорівнює силі, поділеній на масу:
a = (q * E) / m
Тепер можна підставити це значення прискорення в рівняння руху:
d = (1/2) * [(q * E) / m] * t^2
Тепер підставимо відомі значення:
- q (заряд електрону) = -1.602 x 10^(-19) Кулонів
- E (анодна напруга) = 500 Вольт
- m (маса електрону) = 9.109 x 10^(-31) кілограм
- t (час) = 2,5 x 10^(-6) секунд
d = (1/2) * [(-1.602 x 10^(-19) Кулонів * 500 Вольт) / (9.109 x 10^(-31) кілограм)] * (2.5 x 10^(-6) секунд)^2
Розрахунковий значення d дорівнює приблизно 0.0091328 метра або 9.1328 міліметра.
Отже, відстань між анодом і катодом становить приблизно 9.1328 міліметра.