Для определения поверхностной плотности заряда на пластинах конденсатора, мы можем использовать формулу:
σ = Q / A,
где σ - поверхностная плотность заряда, Q - заряд на пластине конденсатора и A - площадь пластины конденсатора.
Заряд на пластине можно выразить через разность потенциалов и ёмкость конденсатора:
Q = C * U,
где C - ёмкость конденсатора.
Длина пластин конденсатора:
L = 5 см = 0.05 м.
Площадь пластины конденсатора:
A = L * d = 0.05 м * 0.01 м = 0.0005 м^2.
Разность потенциалов искрового разряда:
U = 339 В.
Подставим данные в формулы:
Q = C * U.
Емкость конденсатора можно найти по формуле:
C = ε₀ * ε * A / d,
где ε₀ - электрическая постоянная (8.85 * 10^-12 Ф/м), ε - относительная диэлектрическая проницаемость воздуха (1), d - расстояние между пластинами.
Подставим данные и рассчитаем ёмкость:
C = 8.85 * 10^-12 Ф/м * 1 * 0.0005 м^2 / 0.01 м = 4.425 * 10^-15 Ф.
Теперь найдем заряд на пластине:
Q = (4.425 * 10^-15 Ф) * (339 В) = 1.497 * 10^-12 Кл.
Теперь вычислим поверхностную плотность заряда:
σ = Q / A = (1.497 * 10^-12 Кл) / (0.0005 м^2) = 2.994 * 10^-9 Кл/м^2.
Теперь определим линейное отклонение электрона, вызванное полем конденсатора.
Линейное отклонение электрона можно найти по формуле:
y = q * E / m * V^2,
где q - заряд электрона, E - напряженность электрического поля, m - масса электрона и V - скорость электрона.
Заряд электрона:
q = -e,
где e - элементарный заряд (1.6 * 10^-19 Кл).
Напряженность электрического поля можно найти по формуле:
E = U / d,
где U - разность потенциалов, d - расстояние между пластинами.
Масса электрона:
m = 9.11 * 10^-31 кг.
Подставим данные и рассчитаем линейное отклонение электрона:
E = (339 В) / (0.01 м) = 33900 В/м.
y = (-1.6 * 10^-19 Кл) * (33900 В/м) / (9.11 * 10^-31 кг) * (6 * 10^5 м/с)^2 ≈ -1.9 * 10^-4 м.
Таким образом, поверхностная плотность заряда на пластинах конденсатора составляет примерно 2.994 * 10^-9 Кл/м^2, а линейное отклонение электрона, вызванное полем конденсатора, составляет примерно -1.9 * 10^-4 м.
