كيفية حساب سرعة الإلكترون

الإلكترونات هي أحد المكونات الأساسية الثلاثة للذرات ، والمكونان الآخران هما البروتونات والنيوترونات. الإلكترونات صغيرة للغاية حتى بمعايير الجسيمات دون الذرية ، ولكل منها كتلة (kg 1.6 × 10-31) .

نظرًا لأن الإلكترونات تحمل شحنة صافية ، قيمتها (C 1.6 × 10-19) كولوم (C) ، فإنها تتسارع في مجال كهرومغناطيسي بطريقة مماثلة للطريقة التي يتم بها تسريع الجسيمات العادية بواسطة مجال الجاذبية أو أي قوة خارجية أخرى. إذا كنت تعرف قيمة فرق الجهد لهذا المجال ، فيمكنك حساب سرعة (أو سرعة) إلكترون يتحرك تحت تأثيره.

الخطوة 1: تحديد معادلة الفائدة

قد تتذكر أنه في الفيزياء اليومية ، الطاقة الحركية لجسم متحرك تساوي (0.5)mv2 ، حيث m تساوي الكتلة و v تساوي السرعة. المعادلة المقابلة في الكهرومغناطيسية هي:

\[qV=0.5mv^{2}\]

حيث m = 9 × 10-31 kg  و q ، شحنة إلكترون واحد ، تساوي (C 1.6 × 10-19) .

الخطوة 2: تحديد الاختلاف المحتمل عبر المجال

ربما تكون قد نظرت إلى الجهد على أنه شيء يتعلق بمحرك أو بطارية. لكن في الفيزياء ، الجهد هو فرق جهد بين نقاط مختلفة في الفضاء داخل مجال كهربائي. مثلما تتدحرج الكرة إلى أسفل المنحدر أو يتم حملها في اتجاه مجرى النهر المتدفق ، يتحرك الإلكترون ، المشحون سالبًا ، نحو مناطق في الحقل ذات شحنة موجبة ، مثل الأنود.

الخطوة 3: حل من أجل سرعة الإلكترون

مع وجود قيمة V في متناول اليد ، يمكنك إعادة ترتيب المعادلة 

 \[qV
=0.5mv^{2}\]

إذا
\[v=√(\frac{2 v q}{m})\]

على سبيل المثال ، إذا كانت V = 100 والثوابت أعلاه ، فإن سرعة الإلكترون في هذا المجال هي:

تعديل المقال