Elektronlar, atomların üç temel bileşeninden biridir, diğer ikisi proton ve nötrondur. Elektronlar, her birinin kütlesi 9×10 olan atom altı parçacıkların standartlarına göre bile son derece küçüktür.-31 kilogram.
Elektronlar, değeri 1,6 × 10 olan net bir yük taşıdığı için-19coulomb (C), sıradan parçacıkların bir yerçekimi alanı veya başka bir dış kuvvet tarafından hızlandırılmasına benzer bir şekilde bir elektromanyetik alanda hızlandırılırlar. Bu alanın potansiyel farkının değerini biliyorsanız, etkisi altında hareket eden bir elektronun hızını (veya hızını) hesaplayabilirsiniz.
Adım 1: Faiz Denklemini Belirleyin
Günlük fizikte, hareket halindeki bir nesnenin kinetik enerjisinin (0,5)mv'ye eşit olduğunu hatırlayabilirsiniz.2, burada m kütleye ve v hıza eşittir. Elektromanyetikte karşılık gelen denklem:
qV=0.5mv^2
burada m = 9 × 10-31 kg ve q, tek bir elektronun yükü 1,6 × 10'dur-19 C.
2. Adım: Alan Boyunca Potansiyel Farkı Belirleyin
Voltajı bir motor veya akü ile ilgili bir şey olarak görmeye başlamış olabilirsiniz. Ancak fizikte voltaj, bir elektrik alanı içindeki uzaydaki farklı noktalar arasındaki potansiyel farktır. Tıpkı bir topun yokuş aşağı yuvarlanması veya akan bir nehir tarafından akıntı yönünde taşınması gibi, negatif yüklü bir elektron, alandaki anot gibi pozitif yüklü alanlara doğru hareket eder.
Adım 3: Elektronun Hızını Çözün
Eldeki V değeri ile denklemi yeniden düzenleyebilirsiniz.
qV=0.5mv^2
için
v=\sqrt{\frac{2qV}{m}}
Örneğin, V = 100 ve yukarıdaki sabitler verildiğinde, bir elektronun bu alandaki hızı:
v=\sqrt{\frac{2\times 1,6\times 10^{-19}\times 100}{9\times 10^{-31}}}=6\times 10^6\text{ m/s}