У одного из электронов вылет происходит под углом α1 = 60°, а у другого - под углом α2 = 45° к направлению линий поля
У одного из электронов вылет происходит под углом α1 = 60°, а у другого - под углом α2 = 45° к направлению линий поля. Какой из электронов будет иметь большее приращение кинетической энергии при вылете из конденсатора?
09.01.2025 02:23
Объяснение:
Для решения этой задачи, нам необходимо знать, что приращение кинетической энергии электрона можно выразить с помощью формулы ΔK=(1/2)m(v2^2-v1^2), где ΔK - приращение кинетической энергии, m - масса электрона, v1 - начальная скорость электрона и v2 - конечная скорость электрона.
Поскольку в задаче электроны вылетают под разными углами α1 и α2 к направлению линий поля, мы можем использовать геометрические соображения.
При вылете электронов из конденсатора, они будут приобретать кинетическую энергию по направлению силовых линий поля. Чем больше будет этот компонент, тем больше будет кинетическая энергия электрона.
В случае электрона, вылетевшего под углом α1 = 60°, компонент кинетической энергии, направленный вдоль линий поля, будет равен K * sin(α1), где K - полная кинетическая энергия электрона.
Аналогично, для электрона, вылетевшего под углом α2 = 45°, компонент кинетической энергии, направленный вдоль линий поля, будет равен K * sin(α2).
Так как sin(α2) < sin(α1) для всех значений α1 > α2, получаем, что приращение кинетической энергии больше у электрона, вылетевшего под углом α1 = 60°.
Демонстрация:
Пусть кинетическая энергия электрона K = 10 Дж, α1 = 60°, α2 = 45°. Тогда приращение кинетической энергии для электрона, вылетевшего под углом α1, будет ΔK1 = K * sin(α1) = 10 * sin(60°) Дж, а для электрона, вылетевшего под углом α2, будет ΔK2 = K * sin(α2) = 10 * sin(45°) Дж. Таким образом, ΔK1 > ΔK2, следовательно, электрон, вылетевший под углом α1 = 60°, будет иметь большее приращение кинетической энергии при вылете из конденсатора.
Совет:
Для лучшего понимания задачи и удобства в решении, рекомендуется использовать графическое представление силовых линий поля и углов вылета электронов. Можно также провести сравнительный анализ приращения кинетической энергии при разных углах вылета.
Упражнение:
Электрон вылетает из конденсатора под углом α1 = 30°, а другой электрон - под углом α2 = 90° к направлению линий поля. Какой из электронов будет иметь большее приращение кинетической энергии при вылете из конденсатора?