Elektroni so ena od treh osnovnih sestavin atomov, druga dva sta protoni in nevtroni. Tudi po standardih subatomskih delcev so elektroni izredno majhni, vsak ima maso 9 × 10-31 kg
Ker elektroni nosijo neto naboj, katerega vrednost je 1,6 × 10-19kulonov (C), se pospešijo v elektromagnetnem polju na način, analogen načinu pospeševanja običajnih delcev z gravitacijskim poljem ali drugo zunanjo silo. Če poznate vrednost potencialne razlike tega polja, lahko izračunate hitrost (ali hitrost) elektrona, ki se giblje pod njegovim vplivom.
1. korak: določite enačbo obresti
Spomnite se, da je v vsakdanji fiziki kinetična energija predmeta v gibanju enaka (0,5) mv2, kjer je m enako masi in v enako hitrosti. Ustrezna enačba v elektromagnetiki je:
qV = 0,5mv ^ 2
kjer je m = 9 × 10-31 kg in q je naboj enega elektrona 1,6 × 10-19 C.
2. korak: Določite potencialno razliko v polju
Morda ste napetost obravnavali kot nekaj, kar se nanaša na motor ali baterijo. Toda v fiziki je napetost potencialna razlika med različnimi točkami v prostoru znotraj električnega polja. Tako kot se žoga valja navzdol ali jo tekoča reka nosi navzdol, se elektron, ki je negativno naelektren, premakne proti območjem na polju, ki so pozitivno nabita, na primer anodi.
3. korak: Rešite hitrost elektrona
Z vrednostjo V v roki lahko enačbo preuredite
qV = 0,5mv ^ 2
do
v = \ sqrt {\ frac {2qV} {m}}
Na primer, glede na V = 100 in zgornje konstante je hitrost elektrona v tem polju:
v = \ sqrt {\ frac {2 \ krat 1,6 \ krat 10 ^ {- 19} \ krat 100} {9 \ krat 10 ^ {- 31}}} = 6 \ krat 10 ^ 6 \ besedilo {m / s}