En una pistola de electrones, los electrones se hierven de la superficie de una placa de metal caliente. Salen de la placa con velocidades muy pequeñas, y luego el campo eléctrico los acelera hacia el ánodo. Véase la nota de orientación
Pistolas de electrones
Puede calcular la velocidad de los electrones pensando en los cambios de energía en el sistema.
Cada electrón tiene una carga de culombios e, y la diferencia de potencial entre el filamento y el ánodo es de V voltios.
La energía transferida a cada coulomb de carga es V julios.
Así que la energía transferida a los electrones es EV joules.
Los electrones ganan energía cinética. A diferencia de los electrones en un cable, estos electrones no tienen nada para golpear, nada para transferir energía, a medida que viajan hacia el ánodo. Así que cada electrón gana energía cinética igual a la cantidad de energía transferida eléctricamente.
El electrón comienza en reposo (lo suficientemente cerca) para que la energía cinética obtenida esté dada por ½mv 2 donde m es su masa y v es su velocidad.
Así que podemos decir que: ½mv 2 = eV
La masa del electrón es m = 9 × 10-31 kg
La carga electrónica es e = 1,6 × 10-19 C
Para un cañón de electrones con una tensión entre su cátodo y ánodo de V = 100V el electrón tendrá una velocidad de aproximadamente v = 6 × 106 m/s. (Los efectos relativistas no se han tenido en cuenta.)
No habrá más aceleración una vez que los electrones hayan pasado a través del ánodo.
Un modelo crudo sería una colección de mármoles que bajan por una tabla inclinada para chocar contra una pared en la parte inferior, a excepción de unos pocos que podrían golpear un hueco en la pared y continuar en el suelo plano al otro lado de la pared. La pendiente corresponde al campo eléctrico que aplicamos dentro de la pistola para acelerar los electrones. El suelo plano corresponde a la región más allá del ánodo donde los electrones continúan a una velocidad constante.
Un tubo de imagen de TV tiene una pistola de este tipo, para disparar electrones directamente a la pantalla en el tubo. Allí los electrones forman un punto brillante al excitar un resplandor en la pantalla, pero en su camino pueden ser extraídos de una línea recta por campos magnéticos.
