Електрони є однією з трьох основних складових частин атомів, інші два - протони та нейтрони. Електрони надзвичайно малі навіть за мірками субатомних частинок, кожен з яких має масу 9 × 10-31 кг.
Оскільки електрони несуть чистий заряд, значення якого дорівнює 1,6 × 10-19кулонів (С), вони прискорюються в електромагнітному полі способом, аналогічним тому, як звичайні частинки прискорюються гравітаційним полем або іншою зовнішньою силою. Якщо ви знаєте значення різниці потенціалів цього поля, ви можете розрахувати швидкість (або швидкість) електрона, що рухається під його впливом.
Крок 1: Визначте рівняння інтересів
Можна пам'ятати, що у повсякденній фізиці кінетична енергія об'єкта, що рухається, дорівнює (0,5) мв2, де m дорівнює масі, а v дорівнює швидкості. Відповідне рівняння в електромагнетиці:
qV = 0,5мв ^ 2
де m = 9 × 10-31 кг і q, заряд одного електрона, дорівнює 1,6 × 10-19 C.
Крок 2: Визначте потенційну різницю між полями
Можливо, ви сприйняли напругу як щось, що стосується двигуна чи акумулятора. Але у фізиці напруга - це різниця потенціалів між різними точками простору в електричному полі. Подібно до того, як куля котиться під гору або несеться за течією річки, що тече, електрон, будучи негативно зарядженим, рухається до областей в полі, які мають позитивний заряд, таких як анод.
Крок 3: Вирішіть для швидкості електрона
Маючи значення V в руці, ви можете переставити рівняння
qV = 0,5мв ^ 2
до
v = \ sqrt {\ frac {2qV} {м}}
Наприклад, якщо врахувати V = 100 та константи вище, швидкість електрона в цьому полі дорівнює:
v = \ sqrt {\ frac {2 \ по 1,6 \ по 10 ^ {- 19} \ по 100} {9 \ по 10 ^ {- 31}}} = 6 \ по 10 ^ 6 \ text {m / s}