المحتوى
الإلكترونات هي واحدة من المكونات الأساسية الثلاثة للذرات ، والآخران هما البروتونات والنيوترونات. الإلكترونات صغيرة للغاية حتى بمعايير الجسيمات دون الذرية ، ولكل منها كتلة 9 × 10-31 كلغ.
لأن الإلكترونات تحمل شحنة صافية بقيمة 1.6 × 10-19coulombs (C) ، يتم تسريعها في مجال كهرومغناطيسي بطريقة مماثلة للطريقة التي يتم بها تسريع الجسيمات العادية بواسطة حقل الجاذبية أو قوة خارجية أخرى. إذا كنت تعرف قيمة الفرق المحتمل لهذه الحقول ، فيمكنك حساب سرعة (أو سرعة) الإلكترون الذي يتحرك تحت تأثيره.
الخطوة 1: تحديد معادلة الفائدة
قد تتذكر أنه في الفيزياء اليومية ، الطاقة الحركية لجسم ما في الحركة تساوي (0.5) mv2، حيث تساوي m الكتلة و v تساوي السرعة. المعادلة المقابلة في الكهرومغناطيسية هي:
qV = (0.5) mv2
حيث م = 9 × 10-31 كجم و q ، تهمة إلكترون واحد ، هو 1.6 × 10-19 C.
الخطوة 2: تحديد الفرق المحتمل عبر الحقل
ربما تكون قد نظرت إلى الجهد كشيء يتعلق بمحرك أو بطارية. ولكن في الفيزياء ، يمثل الجهد فرقًا محتملًا بين نقاط مختلفة في الفضاء داخل مجال كهربائي. مثلما تدحرج الكرة إلى أسفل المنحدر أو يتم نقلها في اتجاه مجرى النهر بواسطة نهر متدفق ، يتحرك الإلكترون ، الذي يتم شحنه سالبًا ، باتجاه مناطق في الحقل تكون ذات شحنة موجبة ، مثل الأنود.
الخطوة 3: حل لسرعة الإلكترون
مع قيمة V في متناول اليد ، يمكنك إعادة ترتيب المعادلة
qV = (0.5) mv2
إلى
ت =
على سبيل المثال ، عند V = 100 والثوابت أعلاه ، فإن سرعة الإلكترون في هذا الحقل هي:
√ ÷ (9 × 10-31)
= √ 3.555 × 1013
6 × 106 الآنسة