Elektroni ir viens no trim atomu pamatkomponentiem, pārējie divi ir protoni un neitroni. Elektroni ir ārkārtīgi mazi pat pēc subatomisko daļiņu standartiem, un katra no tiem ir 9 × 10 masa-31 Kilograms.
Tā kā elektroniem ir tīrs lādiņš, kura vērtība ir 1,6 × 10-19kuloni (C), tos elektromagnētiskajā laukā paātrina līdzīgi tam, kā parastās daļiņas paātrina gravitācijas lauks vai cits ārējs spēks. Ja jūs zināt šī lauka potenciālās starpības vērtību, varat aprēķināt tā ietekmē esošā elektrona ātrumu (vai ātrumu).
1. solis: identificējiet interešu vienādojumu
Jūs varat atcerēties, ka ikdienas fizikā kustībā esoša objekta kinētiskā enerģija ir vienāda ar (0,5) mv2, kur m ir vienāds ar masu un v ir vienāds ar ātrumu. Atbilstošais elektromagnētikas vienādojums ir:
qV = 0,5 mv ^ 2
kur m = 9 × 10-31 kg un q, viena elektrona lādiņš, ir 1,6 × 10-19 C.
2. solis: nosakiet iespējamo atšķirību laukā
Iespējams, jūs esat uzskatījis spriegumu par kaut ko tādu, kas attiecas uz motoru vai akumulatoru. Bet fizikā spriegums ir potenciālā atšķirība starp dažādiem telpas punktiem elektriskajā laukā. Tieši tad, kad bumba ripo lejup vai lejup pa straumi plūst plūstoša upe, elektrons, būdams negatīvi uzlādēts, virzās uz lauka apgabaliem, kas ir pozitīvi uzlādēti, piemēram, anodu.
3. solis: Atrodiet elektrona ātrumu
Ar V vērtību rokā jūs varat pārkārtot vienādojumu
qV = 0,5 mv ^ 2
uz
v = \ sqrt {\ frac {2qV} {m}}
Piemēram, ņemot vērā V = 100 un iepriekš minētās konstantes, elektrona ātrums šajā laukā ir:
v = \ sqrt {\ frac {2 \ reizes 1,6 \ reizes 10 ^ {- 19} \ reizes 100} {9 \ reizes 10 ^ {- 31}}} = 6 reizes 10 ^ 6 \ teksts {m / s}