อิเล็กตรอนเป็นหนึ่งในสามองค์ประกอบพื้นฐานของอะตอม อีกสองอะตอมคือโปรตอนและนิวตรอน อิเล็กตรอนมีขนาดเล็กมากแม้ตามมาตรฐานของอนุภาคต่ำกว่าอะตอม โดยแต่ละตัวมีมวล 9 × 10-31 กิโลกรัม.
เนื่องจากอิเล็กตรอนมีประจุสุทธิซึ่งมีค่าเท่ากับ 1.6 × 10-19คูลอมบ์ (C) พวกมันถูกเร่งในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในลักษณะที่คล้ายคลึงกับวิธีที่อนุภาคธรรมดาถูกเร่งด้วยสนามโน้มถ่วงหรือแรงภายนอกอื่นๆ หากคุณทราบค่าความต่างศักย์ของสนามนี้ คุณสามารถคำนวณความเร็ว (หรือความเร็ว) ของอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของมันได้
ขั้นตอนที่ 1: ระบุสมการดอกเบี้ย
คุณอาจจำได้ว่าในฟิสิกส์ประจำวัน พลังงานจลน์ของวัตถุที่เคลื่อนที่มีค่าเท่ากับ (0.5)mv2โดยที่ m เท่ากับมวล และ v เท่ากับความเร็ว สมการที่สอดคล้องกันในแม่เหล็กไฟฟ้าคือ:
qV=0.5mv^2
โดยที่ m = 9 × 10-31 kg และ q ประจุของอิเล็กตรอนตัวเดียวคือ 1.6 × 10-19 ค.
ขั้นตอนที่ 2: กำหนดความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นทั่วทั้งสนาม
คุณอาจมองว่าแรงดันไฟฟ้าเป็นสิ่งที่เกี่ยวกับมอเตอร์หรือแบตเตอรี่ แต่ในทางฟิสิกส์ แรงดันคือความต่างศักย์ระหว่างจุดต่างๆ ในอวกาศภายในสนามไฟฟ้า เช่นเดียวกับที่ลูกบอลกลิ้งลงเนินหรือถูกพัดพาไปตามแม่น้ำที่ไหลผ่าน อิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบจะเคลื่อนที่ไปยังพื้นที่ในสนามที่มีประจุบวก เช่น แอโนด
ขั้นตอนที่ 3: แก้ความเร็วของอิเล็กตรอน
ด้วยค่าของ V ในมือ คุณสามารถจัดเรียงสมการใหม่ได้
qV=0.5mv^2
ถึง
v=\sqrt{\frac{2qV}{m}}
ตัวอย่างเช่น เมื่อให้ V = 100 และค่าคงที่ข้างต้น ความเร็วของอิเล็กตรอนในสนามนี้คือ:
v=\sqrt{\frac{2\times 1.6\times 10^{-19}\times 100}{9\times 10^{-31}}}=6\times 10^6\text{ m/s}