Когда электрон движется в электрическом поле, его движение можно описать с помощью уравнений электроники и механики. Когда электрон перемещается в электрическом поле с напряжением \( U \), он приобретает кинетическую энергию, которая равна работе, выполненной электрическим полем.
Кинетическая энергия электрона после перемещения может быть найдена по формуле:
\[ E_k = \frac{m \cdot v^2}{2} \]
где \( m \) — масса электрона, \( v \) — его скорость. Работа, выполненная полем, также может быть выражена через напряжение:
\[ A = q \cdot U \]
где \( q \) — заряд электрона, который равен приблизительно \( -1,6 \times 10^{-19} \) Кл (но берем по модулю, так как мы интересуемся энергией).
Приравнивая работу к кинетической энергии, имеем:
\[ q \cdot U = \frac{m \cdot v^2}{2} \]
Теперь подставим значения:
\[ 1,6 \times 10^{-19} \text{ Кл} \cdot 4,1 \text{ В} = \frac{9,1 \times 10^{-31} \text{ кг} \cdot v^2}{2} \]
Расчитаем левую часть уравнения:
\[ 6,56 \times 10^{-19} \text{ Дж} = \frac{9,1 \times 10^{-31} \cdot v^2}{2} \]
Теперь умножим обе стороны на 2:
\[ 1,312 \times 10^{-18} = 9,1 \times 10^{-31} \cdot v^2 \]
Теперь найдем скорость \( v^2 \):
\[ v^2 = \frac{1,312 \times 10^{-18}}{9,1 \times 10^{-31}} \approx 1,44 \times 10^{12} \]
Теперь найдем \( v \):
\[ v = \sqrt{1,44 \times 10^{12}} \approx 1,2 \times 10^6 \text{ м/с} \]
Таким образом, скорость движения электрона будет приблизительно \( 1,2 \times 10^6 \text{ м/с} \).
