Учеба и наука
Решено
Задание - вопрос №120886
Определить тормозящую разность потенциалов, под действием которой электрон, движущийся со скоростью 40000км/с, остановился бы.Масса электрона-9,1*10:(-31)Кл.
Вопрос задан анонимно сентябрь 29, 2011 г.
-
Всего ответов: 2
-
Дано: v=40 000км/с=4*10^7м/с; m=9,1*10^-31кг. U-?
по закону сохранения энергии
Екин=eU (1)
т.к. скорость много меньше скорости света, то кинетическую энергии найдем по формуле классической механики
Eкин=(mv^2)/2 (2)
Приравняем (1) и (2), выразим U, получим:
U=(mv^2)/(2e)=4550В
е=1,6*10^-19Кл, заряд электрона
-
Общее условие (соотношение) остановки заряженной частицы (электрона) – её кинетическая энергия mv2/2 должна полностью «гаситься» (т.е. равняться) «работой торможения» электрона в поле (равной произведению разности потенциалов Δφ и величины заряда q частицы (электрона)):
mv2/2 = qΔφ => Δφ = mv2/(2q) ≈
≈ [9.1·10-31 · (4·104·103)2] / (2·1.6·10-19) ≈ 4.55·103 В = 4.55 кВ
Здесь мы все данные подставляем в системе СИ – использовали справочное значение заряда электрона (≈1.6·10-19 Кл), а также скорость lдвижения электрона перевели (умножив на 103) из «км/с» в «м/с». Соответственно и ответ получили в системе СИ (в вольтах и киловольтах).
Примечание: Правая часть исходного выражения qΔφ для работы торможения написана в предположении простейшего случая – поля точечного заряда, создающего указанную в условии т.н. тормозящую разность потенциалов. (В других случаях будут некоторые изменения: появится неединичный коэффициент перед этим выражением. Например, для случая плоского конденсатора, создающего это «тормозящее поле», следовало бы поставить множитель 1/2).
Плюс ко всему у в условии явная ошибка (описка) – масса электрона измеряется не в кулонах (как у Вас написано – «кл»; правильно, кстати, писать «Кл»), а в килограммах «кг».
Лучший ответ по мнению автора
Похожие вопросы