Какова доля электронов, которые преодолевают задерживающий потенциал на аноде при различных значениях напряжений (0,2
Какова доля электронов, которые преодолевают задерживающий потенциал на аноде при различных значениях напряжений (0,2 В и 0,4 В), если электроны, испускаемые накаленным катодом, имеют тепловые скорости, распределенные по закону Максвелла с температурой T = 1150 К? Катод представляет собой тонкую прямолинейную нить, натянутую вдоль оси цилиндрического анода.
23.12.2024 03:15
Описание:
Для решения этой задачи необходимо рассмотреть энергетический барьер, образующийся на аноде из-за задерживающего потенциала. Задерживающий потенциал создает энергетическую преграду для пролета электронов. Доля электронов, которые смогут преодолеть этот барьер, определяется по формуле:
p = exp(-(U - eV0)/(kT))
где p - доля электронов, прeодолевающих задерживающий потенциал,
U - напряжение на аноде,
V0 - задерживающий потенциал,
e - элементарный заряд,
k - постоянная Больцмана,
T - температура электронов.
Мы можем использовать эту формулу для каждого значения напряжения (0,2 В и 0,4 В) с известными значениями V0 = 0, e = 1,6 * 10^(-19) Кл, k = 1,38 * 10^(-23) Дж/К и T = 1150 К. Подставив значения в формулу, мы найдем долю электронов, преодолевающих задерживающий потенциал.
Демонстрация:
Пусть U = 0,2 В, V0 = 0,4 В, T = 1150 К.
Тогда по формуле p = exp(-(U - eV0)/(kT)) мы можем вычислить долю электронов, преодолевающих задерживающий потенциал.
Substituting the given values, we get:
p = exp(-(0,2 - 1,6 * 10^(-19) * 0,4)/(1,38 * 10^(-23) * 1150)).
Совет:
Для лучшего понимания этой задачи рекомендуется иметь базовые знания о физике, включая знаки математических операций и основные понятия, такие как энергия, напряжение, заряд и температура. Кроме того, такие понятия, как доля, экспонента и распределение Максвелла, также должны быть изучены, чтобы лучше понять задачу.
Задание для закрепления:
При задерживающем потенциале на аноде 0,6 В и температуре электронов 900 К, найдите долю электронов, преодолевающих задерживающий потенциал.