Elektronien nopeus / IOPSpark

elektronitykissä elektroneja keitetään pois kuuman metallilevyn pinnalta. Ne lähtevät levyltä hyvin pienillä nopeuksilla, minkä jälkeen sähkökenttä kiihdyttää niitä kohti anodia. Katso ohjeesta

Elektronitykit

voit laskea elektronien nopeuden ajattelemalla systeemin energiamuutoksia.

jokaisella elektronilla on E coulombien varaus, ja hehkulangan ja anodin potentiaaliero on V volttia.

jokaiselle varaukselle siirretty energia on v joulea.

joten elektroneille siirretty energia on EV joulea.

elektronit saavat liike-energiaa. Toisin kuin elektronit johdossa, näillä elektroneilla ei ole mitään mihin osua, ei mitään mihin siirtää energiaa, kun ne kulkevat kohti anodia. Jokainen elektroni saa siis liike-energiaa, joka vastaa sähköisesti siirretyn energian määrää.

elektroni lähtee levosta (tarpeeksi läheltä), joten saatu liike-energia saadaan ½mv 2: lla, jossa m on sen massa ja v on sen nopeus.

joten voimme sanoa, että: ½mv 2 = eV

elektronin massa on M = 9 × 10-31 kg

elektroninen varaus on e = 1,6 × 10-19 C

Elektronitykille, jonka katodin ja anodin välinen jännite on V = 100v elektronin nopeus on noin v = 6 × 106 m/s. (Relativistisia vaikutuksia ei ole otettu huomioon.)

kiihtyvyyttä ei enää tapahdu, kun elektronit ovat kulkeneet anodin läpi.

raakamalli olisi kokoelma marmorikuulia, jotka juoksisivat alas viistotaulua törmätäkseen pohjalla olevaan seinään, lukuun ottamatta muutamia, jotka saattaisivat osua seinän rakoon ja jatkuisivat pitkin seinän toisella puolella olevaa tasaista maata. Kaltevuus vastaa sähkökenttää, jota käytämme aseen sisällä elektronien kiihdyttämiseksi. Tasainen maa vastaa anodin jälkeistä aluetta, jossa elektronit jatkavat vakionopeudella.

TV-kuvaputkessa on juuri tällainen ase, jolla elektroneja ammutaan suoraan putkessa olevalle näytölle. Siinä elektronit tekevät valopilkun jännittämällä valkokankaalla, mutta matkalla ne voidaan vetää suoralta radalta magneettikenttien avulla.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.