Как рассчитать скорость электрона

Содержание

• Шаг 1: Определите уравнение интереса
• Шаг 2: Определить потенциальную разницу по полю
• Шаг 3: Решите для скорости электрона

Электроны являются одним из трех основных компонентов атомов, два других - протоны и нейтроны. Электроны чрезвычайно малы даже по меркам субатомных частиц, каждый из которых имеет массу 9 × 10.^-31 кг.

Поскольку электроны несут чистый заряд, значение которого составляет 1,6 × 10^-19кулоны (C), они ускоряются в электромагнитном поле способом, аналогичным тому, как обычные частицы ускоряются гравитационным полем или другой внешней силой. Если вы знаете значение разности потенциалов этого поля, вы можете рассчитать скорость (или скорость) электрона, движущегося под его влиянием.

Шаг 1: Определите уравнение интереса

Вы можете вспомнить, что в повседневной физике кинетическая энергия движущегося объекта равна (0,5) мВ²где m равно массе, а v равно скорости. Соответствующее уравнение в электромагнитике имеет вид:

qV = (0,5) мВ²

где m = 9 × 10^-31 кг и q, заряд одного электрона, составляет 1,6 × 10^-19 C.

Шаг 2: Определить потенциальную разницу по полю

Возможно, вы стали рассматривать напряжение как нечто, относящееся к двигателю или батарее. Но в физике напряжение - это разность потенциалов между различными точками пространства в электрическом поле. Подобно тому, как шарик катится вниз или течет вниз по течению по течению реки, электрон с отрицательным зарядом движется к областям поля с положительным зарядом, таким как анод.

Шаг 3: Решите для скорости электрона

Имея значение V в руке, вы можете изменить уравнение

qV = (0,5) мВ²

в

v =

Например, учитывая V = 100 и приведенные выше константы, скорость электрона в этом поле равна:

√ ÷ (9 × 10^-31)

= √ 3.555 × 10¹³

6 х 10⁶ Миз