In una pistola elettronica, gli elettroni vengono bolliti dalla superficie di una piastra metallica calda. Lasciano la piastra con velocità molto piccole, e quindi il campo elettrico li accelera verso l’anodo. Vedi la nota guida
Pistole elettroniche
Puoi calcolare la velocità degli elettroni pensando ai cambiamenti di energia nel sistema.
Ogni elettrone ha una carica di e coulombs, e la differenza di potenziale tra il filamento e l’anodo è V volt.
L’energia trasferita a ciascun coulomb di carica è V joule.
Quindi l’energia trasferita agli elettroni è eV joule.
Gli elettroni guadagnano energia cinetica. A differenza degli elettroni in un filo, questi elettroni non hanno nulla da colpire, nulla a cui trasferire energia, mentre viaggiano verso l’anodo. Quindi ogni elettrone guadagna energia cinetica uguale alla quantità di energia trasferita elettricamente.
L’elettrone parte dal riposo (abbastanza vicino) quindi l’energia cinetica acquisita è data da ½mv 2 dove m è la sua massa e v è la sua velocità.
Quindi possiamo dire che: ½mv 2 = eV
La massa dell’elettrone è m = 9 × 10-31 kg
elettronica di carica è e = 1.6 × 10-19 C
Per un elettrone pistola con una tensione tra il suo catodo e l’anodo di V = 100V l’elettrone avrà una velocità di v = 6 × 106 m/s. (Effetti relativistici non sono state prese in considerazione.)
Non ci sarà più accelerazione una volta che gli elettroni sono passati attraverso l’anodo.
Un modello grezzo sarebbe una collezione di biglie che corrono lungo una tavola inclinata per schiantarsi contro un muro in fondo, ad eccezione di alcuni che potrebbero colpire un varco nel muro e continuare sul terreno pianeggiante dall’altra parte del muro. La pendenza corrisponde al campo elettrico che applichiamo all’interno della pistola per accelerare gli elettroni. Il terreno piatto corrisponde alla regione oltre l’anodo in cui gli elettroni continuano a una velocità costante.
Un tubo di immagine TV ha solo una pistola, per sparare elettroni direttamente allo schermo nel tubo. Lì gli elettroni fanno un punto luminoso eccitando un bagliore sullo schermo, ma sulla loro strada possono essere estratti da una linea retta da campi magnetici.
