Электроны - одна из трех основных составляющих атомов, две другие - протоны и нейтроны. Электроны чрезвычайно малы даже по стандартам субатомных частиц, каждая из которых имеет массу 9 × 10.-31 кг.
Поскольку электроны несут чистый заряд, величина которого составляет 1,6 × 10-19кулонов (C), они ускоряются в электромагнитном поле аналогично тому, как обычные частицы ускоряются гравитационным полем или другой внешней силой. Если вы знаете значение разности потенциалов этого поля, вы можете рассчитать скорость (или скорость) электрона, движущегося под его влиянием.
Шаг 1. Определите уравнение интереса
Вы можете вспомнить, что в повседневной физике кинетическая энергия движущегося объекта равна (0,5) мВ.2, где m равно массе, а v равно скорости. Соответствующее уравнение в электромагнетизме:
qV = 0,5 мВ ^ 2
где m = 9 × 10-31 кг, а заряд одного электрона q равен 1,6 × 10-19 С.
Шаг 2: Определите потенциальную разницу по месторождению
Возможно, вы пришли к выводу, что напряжение - это что-то, относящееся к двигателю или батарее. Но в физике напряжение - это разность потенциалов между разными точками пространства внутри электрического поля. Подобно тому, как мяч катится вниз по склону или уносится вниз по течению реки, электрон, будучи отрицательно заряженным, движется к областям поля с положительным зарядом, таким как анод.
Шаг 3: Найдите скорость электрона
Имея значение V в руке, вы можете изменить уравнение
qV = 0,5 мВ ^ 2
к
v = \ sqrt {\ frac {2qV} {m}}
Например, учитывая V = 100 и указанные выше константы, скорость электрона в этом поле равна:
v = \ sqrt {\ frac {2 \ times 1.6 \ times 10 ^ {- 19} \ times 100} {9 \ times 10 ^ {- 31}}} = 6 \ times 10 ^ 6 \ text {m / s}
