Электрон в результате фотоэффекта покидает заземленную пластину (=0) и последовательно пролетает через две сетки с потенциалом 100Ви потенциалом 200 В. Найти скорости электрона V, Vz, Vз?

Question 1

Задача Задача №1379388

А

Аноним

04 сентября 2024 08:47 · публичный вопрос

А

Аноним 04 сентября 2024 08:47

Электрон в результате фотоэффекта покидает заземленную пластину (=0) и последовательно пролетает через две сетки с потенциалом 100Ви потенциалом 200 В. Найти скорости электрона V, Vz, Vз?

Answer

Когда электрон покидает заземлённую пластину, его начальная энергия равна нулю, и потенциал в этой точке равен нулю. Далее, когда электрон проходит через две сетки с потенциалами 100 В и 200 В, его энергия изменяется в зависимости от электрического поля.

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. Начальная кинетическая энергия электрона при выходе из пластины равна нулю, а затем он приобретает кинетическую энергию в электрическом поле.

Данные:

Начальный потенциал (U₀) = 0 В (заземлённая пластина)
Потенциал первой сетки (U₁) = 100 В
Потенциал второй сетки (U₂) = 200 В
Заряд электрона (e) = 1.6 × 10⁻¹⁹ Кл
Масса электрона (m) = 9.11 × 10⁻³¹ кг

Этап 1: Кинетическая энергия после первой сетки

Когда электрон проходит через первую сетку, он получает дополнительную энергию, равную e * (U₁ - U₀):

\[ E_k₁ = e \cdot U₁ = (1.6 \times 10^{-19}) \cdot (100) = 1.6 \times 10^{-17} \text{ Дж} \]

Кинетическая энергия выражается также как:

\[ E_k = \frac{mv²}{2} \]

Теперь приравняем эту работу к кинетической энергии, чтобы найти скорость V₁ электрона после первой сетки:

\[ \frac{mv₁²}{2} = 1.6 \times 10^{-17} \]

Решая уравнение для V₁, получаем:

\[ v₁ = \sqrt{\frac{2 \cdot 1.6 \times 10^{-17}}{9.11 \times 10^{-31}}} \]

Этап 2: Кинетическая энергия после второй сетки

Когда электрон проходит через вторую сетку, он получает дополнительно e * (U₂ - U₁):

\[ E_k₂ = e \cdot (U₂ - U₁) = (1.6 \times 10^{-19}) \cdot (200 - 100) = 1.6 \times 10^{-19} \cdot 100 = 1.6 \times 10^{-17} \text{ Дж} \]

Теперь вычислим полную кинетическую энергию после второй сетки:

\[ E_{k, total} = E_k₁ + E_k₂ = 1.6 \times 10^{-17} + 1.6 \times 10^{-17} = 3.2 \times 10^{-17} \text{ Дж} \]

Кинетическая энергия после второй сетки связана со скоростью V₂ электрона:

\[ \frac{mv₂²}{2} = 3.2 \times 10^{-17} \]

Решим для V₂:

\[ v₂ = \sqrt{\frac{2 \cdot 3.2 \times 10^{-17}}{9.11 \times 10^{-31}}} \]

Итог

Теперь мы нашли скорости электрона после первой и второй сеток:

V₁ - скорость электрона после первой сетки
V₂ - скорость электрона после второй сетки

Вышеизложенные расчёты дают представление о том, как вычислять скорости электрона в электрическом поле, меняющем потенциал. Надеюсь, это поможет вам! Если нужны дальнейшие пояснения, не стесняйтесь спрашивать.

Question 2

Электрон в результате фотоэффекта покидает заземленную пластину (=0) и последовательно пролетает через две сетки с потенциалом 100Ви потенциалом 200 В. Найти скорости электрона V, Vz, Vз?

Answer

Когда электрон покидает заземлённую пластину, его начальная энергия равна нулю, и потенциал в этой точке равен нулю. Далее, когда электрон проходит через две сетки с потенциалами 100 В и 200 В, его энергия изменяется в зависимости от электрического поля. Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. Начальная кинетическая энергия электрона при выходе из пластины равна нулю, а затем он приобретает кинетическую энергию в электрическом поле. ### Данные: - Начальный потенциал (U₀) = 0 В (заземлённая пластина) - Потенциал первой сетки (U₁) = 100 В - Потенциал второй сетки (U₂) = 200 В - Заряд электрона (e) = 1.6 × 10⁻¹⁹ Кл - Масса электрона (m) = 9.11 × 10⁻³¹ кг ### Этап 1: Кинетическая энергия после первой сетки Когда электрон проходит через первую сетку, он получает дополнительную энергию, равную e * (U₁ - U₀): \[ E_k₁ = e \cdot U₁ = (1.6 \times 10^{-19}) \cdot (100) = 1.6 \times 10^{-17} \text{ Дж} \] Кинетическая энергия выражается также как: \[ E_k = \frac{mv²}{2} \] Теперь приравняем эту работу к кинетической энергии, чтобы найти скорость V₁ электрона после первой сетки: \[ \frac{mv₁²}{2} = 1.6 \times 10^{-17} \] Решая уравнение для V₁, получаем: \[ v₁ = \sqrt{\frac{2 \cdot 1.6 \times 10^{-17}}{9.11 \times 10^{-31}}} \] ### Этап 2: Кинетическая энергия после второй сетки Когда электрон проходит через вторую сетку, он получает дополнительно e * (U₂ - U₁): \[ E_k₂ = e \cdot (U₂ - U₁) = (1.6 \times 10^{-19}) \cdot (200 - 100) = 1.6 \times 10^{-19} \cdot 100 = 1.6 \times 10^{-17} \text{ Дж} \] Теперь вычислим полную кинетическую энергию после второй сетки: \[ E_{k, total} = E_k₁ + E_k₂ = 1.6 \times 10^{-17} + 1.6 \times 10^{-17} = 3.2 \times 10^{-17} \text{ Дж} \] Кинетическая энергия после второй сетки связана со скоростью V₂ электрона: \[ \frac{mv₂²}{2} = 3.2 \times 10^{-17} \] Решим для V₂: \[ v₂ = \sqrt{\frac{2 \cdot 3.2 \times 10^{-17}}{9.11 \times 10^{-31}}} \] ### Итог Теперь мы нашли скорости электрона после первой и второй сеток: 1. V₁ - скорость электрона после первой сетки 2. V₂ - скорость электрона после второй сетки Вышеизложенные расчёты дают представление о том, как вычислять скорости электрона в электрическом поле, меняющем потенциал. Надеюсь, это поможет вам! Если нужны дальнейшие пояснения, не стесняйтесь спрашивать.