Для решения задачи найдём скорость электронов (c) и напряжённость электрического поля (E), используя следующие формулы:
Напряженность поля (E):
Напряженность электрического поля можно вычислить по формуле:
\[ E = \frac{U}{d} \]
где \( U = 90 \, \text{B} \) — напряжение, \( d = 0{,}3 \times 10^{-3} \, \text{м} \) — расстояние между пластинами.
Подставим заданные значения:
\[ E = \frac{90}{0{,}3 \times 10^{-3}} = 3 \times 10^5 \, \text{В/м} \]
Скорость электронов (v, выраженная как c):
Второй Закон Ньютона и формула для электрической силы позволяют связать ускорение электрона с напряженностью поля:
Энергия электрона при выполнении работы в поле:
\[ eU = \frac{1}{2} mv^2 \]
где:
- \( e \) — заряд электрона (\(1,6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}\)),
- \( m \) — масса электрона (\(9,11 \times 10^{-31} \, \text{кг}\)),
- \( v \) — скорость электрона.
Из этой формулы найдём скорость электрона:
\[ v^2 = \frac{2eU}{m} \]
\[ v = \sqrt{\frac{2 \times 1{,}6 \times 10^{-19} \times 90}{9{,}11 \times 10^{-31}}} \]
Посчитаем:
\[ v \approx \sqrt{\frac{2 \times 1{,}6 \times 10^{-19} \times 90}{9{,}11 \times 10^{-31}}} \approx \sqrt{3{,}15 \times 10^{4}} \approx 5{,}6 \times 10^6 \, \text{м/с} \]
Таким образом, напряжённость электрического поля \( E = 3 \times 10^5 \, \text{В/м} \), а скорость электронов \( v \approx 5{,}6 \times 10^6 \, \text{м/с} \).