Задача: Разность потенциалов между электродами электронной пушки равна 500 В. Определить скорость вылетающих из нее электронов.
Пояснение: Обозначим U напряжение между катодом и анодом, e — модуль заряда электрона, me — массу электрона, A — работу электрического поля, разогнавшего электрон, ΔEk — изменение кинетической энергии электрона при разгоне, Eko — начальную кинетическую энергию электрона, Еk — его конечную кинетическую энергию, vo — начальную скорость электрона, v — его конечную скорость
Решение:
Согласно теореме об изменении кинетической энергии работа электрического поля равна изменению кинетической энергии. Но поскольку начальная кинетическая энергия электрона была равна нулю, т.к. была равна нулю его начальная скорость, то мы можем записать:
А = ΔЕk = Ek,
т.к. Eko = 0.
Из определения напряжения мы знаем, что работа электрического поля равна произведению перемещаемого заряда на напряжение. В нашем случае А = eU. По формуле кинетической энергии
Приравняем правые части двух последних формул и из полученного соотношения найдем скорость:
Произведем вычисления:
Ответ: v = 1,3 ∙ 107 м/с.