Question

В плоский конденсатор в середину между пластинами, разность потенциалов между которыми 224 В, влетает параллельно пластинам электрон со скоростью 16000 км/с. На какое расстояние от своего первоначального направления сместится электрон за время пролета конденсатора, если расстояние между пластинами два сантиметра, а их длина 17 мм?

Answer 1

Дано:
Разность потенциалов между пластинами конденсатора (V) = 224 В
Скорость электрона (v) = 16000 км/с = 16000 * 10^3 м/c
Расстояние между пластинами (d) = 2 см = 0.02 м
Длина пластин (l) = 17 мм = 0.017 м

Найти:
Смещение электрона относительно его первоначального направления при прохождении конденсатора

Решение:
Электрон в конденсаторе будет испытывать ускорение под действием электрического поля между пластинами.

Ускорение электрона в электрическом поле конденсатора определяется как:
a = e * E / m

Где:
e - заряд электрона (1.602 * 10^-19 Кл)
E - напряженность электрического поля
m - масса электрона (9.109 * 10^-31 кг)

Напряженность электрического поля между пластинами конденсатора определяется как:
E = V / d

Таким образом, ускорение электрона:
a = (e * V) / (m * d)

Теперь найдем время, за которое электрон пролетит расстояние между пластинами конденсатора:
t = d / v

Теперь мы можем найти смещение электрона за это время, используя уравнение равноускоренного движения:
x = (1/2) * a * t^2

Подставляем значения:
a = (1.602 * 10^-19 Кл * 224 В) / (9.109 * 10^-31 кг * 0.02 м)
t = 0.02 м / 16000 * 10^3 м/c

Рассчитываем ускорение:
a ≈ 1.792 * 10^12 м/с^2

Рассчитываем время:
t ≈ 0.02 м / 16000 * 10^3 м/c ≈ 1.25 * 10^-9 с

Теперь находим смещение:
x = (1/2) * 1.792 * 10^12 м/с^2 * (1.25 * 10^-9 с)^2 ≈ 1.121 м

Ответ: Электрон сместится на примерно 1.121 м от своего первоначального направления за время пролета конденсатора.