Sådan beregnes hastigheden af en Electron

Elektroner er en af de tre grundlæggende bestanddele af atomer, de to andre er protoner og neutroner. Elektroner er ekstremt små, selv efter standarderne for subatomære partikler, der hver har en masse på 9 × 10 ^{-31 kg.}

Fordi elektroner bærer en nettoladning, hvis værdi er 1,6 × 10 < sup> -19-coulombs (C), accelereres de i et elektromagnetisk felt på en måde, der er analog med den måde, almindelige partikler accelereres af et tyngdefelt eller anden ekstern kraft. Hvis du kender værdien af dette felts potentialforskel, kan du beregne hastigheden (eller hastigheden) for et elektron, der bevæger sig under dets indflydelse. hverdagens fysik er den kinetiske energi for et objekt i bevægelse lig med (0,5) mv ^{2, hvor m er lig med masse og v er lig med hastighed. Den tilsvarende ligning i elektromagnetik er:}

qV \u003d (0,5) mv ²

hvor m \u003d 9 × 10 ^{-31 kg og q, ladningen for en enkelt elektron , er 1,6 × 10 -19 C.
Trin 2: Bestem den potentielle forskel på tværs af marken.}

Du er måske kommet til at betragte spænding som noget, der vedrører en motor eller et batteri. Men inden for fysik er spænding en potentiel forskel mellem forskellige punkter i rummet inden for et elektrisk felt. Ligesom en kugle ruller ned ad bakke eller føres nedstrøms af en strømmende flod, bevæger en elektron, der er negativt ladet, mod områder i marken, der er positivt ladet, såsom en anode.
Trin 3: Løs for hastigheden for Elektron

Med værdien af V i hånden kan du omarrangere ligningen

qV \u003d (0.5) mv ²

til

v \u003d [√ (2qV) ÷ m]

For eksempel, givet V \u003d 100 og konstanterne ovenfor, er hastigheden for en elektron i dette felt:

√ [2 (1,6 × 10 ^{-19) (100)] ÷ (9 × 10 -31)}

\u003d √ 3.555 × 10 ¹³

6 x 10 ^{6 m /s}