Elektroni su jedan od tri osnovna sastojka atoma, a druga dva su protoni i neutroni. Elektroni su izuzetno mali čak i prema standardima subatomskih čestica, od kojih svaki ima masu 9 × 10-31 kg
Budući da elektroni nose neto naboj čija je vrijednost 1,6 × 10-19kulona (C), oni se ubrzavaju u elektromagnetskom polju na način analogan načinu na koji obične čestice ubrzavaju gravitacijsko polje ili druga vanjska sila. Ako znate vrijednost razlike potencijala ovog polja, možete izračunati brzinu (ili brzinu) elektrona koji se kreće pod njegovim utjecajem.
Korak 1: Utvrdite jednadžbu interesa
Sjećate se da je u svakodnevnoj fizici kinetička energija predmeta u pokretu jednaka (0,5) mv2, gdje je m jednako masi, a v jednakoj brzini. Odgovarajuća jednadžba u elektromagnetici je:
qV = 0,5mv ^ 2
gdje je m = 9 × 10-31 kg i q, naboj pojedinog elektrona, iznosi 1,6 × 10-19 C.
Korak 2: Odredite potencijalnu razliku preko polja
Možda ste napon smatrali nečim što se odnosi na motor ili bateriju. Ali u fizici je napon potencijalna razlika između različitih točaka u prostoru unutar električnog polja. Baš kao što se lopta kotrlja nizbrdo ili je nizvodno nosi rijeka koja teče, elektron se, negativno nabijen, kreće prema područjima u polju s pozitivnim nabojem, poput anode.
Korak 3: Riješite brzinu elektrona
S vrijednošću V u ruci možete preurediti jednadžbu
qV = 0,5mv ^ 2
do
v = \ sqrt {\ frac {2qV} {m}}
Na primjer, s obzirom na V = 100 i gore navedene konstante, brzina elektrona u ovom polju je:
v = \ sqrt {\ frac {2 \ puta 1,6 \ puta 10 ^ {- 19} \ puta 100} {9 \ puta 10 ^ {- 31}}} = 6 \ puta 10 ^ 6 \ text {m / s}