Консультация # 186801: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: Электрон влетает в плоский конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 2*10^6 м/с. Расстояние между пластинами 12 мм, длина пластины 5 см, на пластины подано 48 В. 1) Какую энергию будет иметь электрон при вылете из конденсатора? 2) Какова скорость электрона при вылете из конденсатора по ...
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: Электрон влетает в плоский конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 2*10^6 м/с. Расстояние между пластинами 12 мм, длина пластины 5 см, на пластины подано 48 В. 1) Какую энергию будет иметь электрон при вылете из конденсатора? 2) Какова скорость электрона при вылете из конденсатора по величине и направлению?
При имеющихся исходных данных задача не имеет решения. Судите сами.
Дано: Определить: 1) 2)
Скорость составляет или от скорости света в вакууме, поэтому электрон в начале движения можно считать нерелятивистской частицей и пренебречь увеличением его массы по сравнению с массой покоя.
Из-за малости массы электрона можно пренебречь действием на электрон силы тяжести и считать, что он движется под действием только электрической силы где - напряжённость поля конденсатора. Вектор направлен перпендикулярно пластинам и вектору начальной скорости электрона, а по абсолютной величине равен Тогда под действием электрической силы, которая по абсолютной величине равна
и направлена противоположно вектору (вследствие отрицательности заряда), электрон получает ускорение в направлении действия этой силы, равное по абсолютной величине (ускорение, немыслимое для тел "привычных" раз
меров и масс).
Будем для определённости считать, что электрон получает ускорение направленное вверх, а его первоначальная скорость была направлена слева направо. Тогда направив ось абсцисс слева направо, а ось ординат снизу вверх, и поместив начало отсчёта в точку, из которой электрон начинает своё движение в электрическом поле конденсатора, получим, что в любой момент времени движения электрона в этом поле горизонтальная и вертикальная составляющие его скорости равны соответственно
Электрон преодолеет расстояние, равное длине пластин конденсатора, за время и пройдёт при этом в вертикальном направлении расстояние, равное а скорость электрона в этом направлении будет составлять что составляет или от скорости света (стало быть, электрон по-прежнему можно считать нерелятивистской частицей). Но это невозможно, потому что расстояние между пластинами конденсатора на порядок меньше и составляет лишь поэтому задача не имеет решения.
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!