Elektróny sú jednou z troch základných zložiek atómov, ďalšie dve sú protóny a neutróny. Elektróny sú extrémne malé aj na štandardy subatomárnych častíc, z ktorých každý má hmotnosť 9 × 10-31 kg
Pretože elektróny nesú čistý náboj, ktorého hodnota je 1,6 × 10-19coulomby (C), sú urýchľované v elektromagnetickom poli analogickým spôsobom ako spôsoby urýchľovania bežných častíc gravitačným poľom alebo inou vonkajšou silou. Ak poznáte hodnotu rozdielu potenciálov tohto poľa, môžete vypočítať rýchlosť (alebo rýchlosť) elektrónu pohybujúceho sa pod jeho vplyvom.
Krok 1: Identifikujte záujmovú rovnicu
Možno si spomeniete, že v každodennej fyzike sa kinetická energia objektu v pohybe rovná (0,5) mv2, kde m sa rovná hmotnosti a v sa rovná rýchlosti. Zodpovedajúca rovnica v elektromagnetickom smere je:
qV = 0,5mv ^ 2
kde m = 9 × 10-31 kg a q, náboj jediného elektrónu, je 1,6 × 10-19 C.
Krok 2: Určite potenciálny rozdiel v teréne
Možno ste začali považovať napätie za niečo, čo sa týka motora alebo batérie. Ale vo fyzike je napätie potenciálnym rozdielom medzi rôznymi bodmi v priestore v elektrickom poli. Rovnako ako sa gulička valí z kopca alebo je nesená po prúde tečúcou riekou, elektrón, ktorý je negatívne nabitý, sa pohybuje smerom k oblastiam v poli, ktoré sú pozitívne nabité, napríklad k anóde.
Krok 3: Vyriešte rýchlosť elektrónu
S hodnotou V v ruke môžete zmeniť usporiadanie rovnice
qV = 0,5mv ^ 2
do
v = \ sqrt {\ frac {2qV} {m}}
Napríklad, vzhľadom na V = 100 a vyššie uvedené konštanty je rýchlosť elektrónu v tomto poli:
v = \ sqrt {\ frac {2 \ krát 1,6 \ krát 10 ^ {- 19} \ krát 100} {9 \ krát 10 ^ {- 31}}} = 6 \ krát 10 ^ 6 \ text {m / s}