Каково вертикальное смещение электронов после прохождения через между двумя вертикально отклоняющими пластинами длиной

Содержание: Вертикальное смещение электронов в электрическом поле

Инструкция:
При движении электронов в электрическом поле, они подвергаются силе, вызванной напряженностью поля. Вертикальное смещение электронов можно найти, используя формулу для силы в электрическом поле и основываясь на принципе работы постоянного электрического поля на частицы.

Для начала, найдем силу, действующую на электрон. Сила, действующая на электрический заряд q в электрическом поле, равна F = q * E, где F - сила, q - заряд частицы, а E - напряженность электрического поля. В нашем случае, заряд электрона равен e (элементарный заряд) и напряженность равна 300 В/см. Таким образом, получаем F = e * 300.

Теперь, рассмотрим вертикальное смещение электрона. Вертикальная сила, действующая на электрон, вызывает его вертикальное ускорение согласно второму закону Ньютона F = m * a, где m - масса электрона, а a - ускорение. Мы можем выразить ускорение, a, через вертикальное смещение, h, и время, t: a = 2h / t^2.

Таким образом, совмещая эти формулы, мы можем найти вертикальное смещение электрона. Подставим значение силы в формулу второго закона Ньютона и найдем ускорение a. Затем найдем время, за которое электрон проходит расстояние между пластинами (3 см), используя формулу равноускоренного движения s = (1/2)at^2. Получив значение времени, сможем найти вертикальное смещение электрона, подставив его в формулу для вертикального смещения h = (1/2)at^2.

Дополнительный материал:
Задача: Каково вертикальное смещение электронов после прохождения через между двумя вертикально отклоняющими пластинами длиной 3 см каждая, где напряженность электрического поля между пластинами составляет 300 В/см?

Решение:
1. Найдем силу, действующую на электрон:
F = e * E = (1.6 x 10^-19 C) * (300 V/см) = 4.8 x 10^-17 Н.
2. Рассчитаем ускорение:
F = m * a => a = F / m.
Значение массы электрона можно считать приближенно равным 9.1 x 10^-31 кг.
a = (4.8 x 10^-17 Н) / (9.1 x 10^-31 кг) ≈ 5.28 x 10^13 м/с^2.
3. Найдем время, за которое электрон проходит расстояние между пластинами:
s = (1/2) a t^2.
Расстояние s составляет 3 см = 0.03 м.
0.03 м = (1/2) (5.28 x 10^13 м/с^2) t^2.
Решив это уравнение, получим t ≈ 1.06 x 10^-7 с.
4. Найдем вертикальное смещение электрона:
h = (1/2) a t^2 = (1/2) (5.28 x 10^13 м/с^2) (1.06 x 10^-7 с)^2.
h ≈ 2.9 x 10^-3 м = 2.9 мм.

Совет:
Для понимания данной темы рекомендуется ознакомиться с основами электростатики и движения заряженных частиц в электрических полях.

Проверочное упражнение:
Теперь вы можете решить аналогичную задачу, в которой будет другое значение напряженности электрического поля между пластинами. Пусть напряженность станет равной 500 В/см. Каково будет вертикальное смещение электрона после прохождения через пластины длиной 4 см каждая?