Электрон влетает в плоский конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 3*10^6 м/с. найти напряженность поля конденсатора если электрон вылетаеи под углом 30° к пластинам. длина пластин 20 см.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи можно воспользоваться законом сохранения энергии.

Кинетическая энергия электрона при влете в конденсатор равна работе силы электрического поля, совершенной над электроном.

Кинетическая энергия электрона:
Ek = (1/2)mv^2

Где m - масса электрона (9.1110^-31 кг), v - скорость электрона (310^6 м/с).

Работа силы электрического поля:
W = e∆U

Где e - заряд электрона (1.6*10^-19 Кл), ∆U - изменение потенциальной энергии электрона.

Из условия задачи следует, что электрон вылетает из конденсатора под углом 30° к пластинам. Таким образом, изменение потенциальной энергии электрона ∆U будет равно энергии, приобретенной им в перпендикулярном направлении.

∆U = Ek * sin(30°)

Теперь можно записать:
e∆U = (1/2)mv^2

eEk*sin(30°) = (1/2)mv^2

Подставляем значения:
(1.610^-19 Кл)(Eksin(30°)) = (1/2)(9.1110^-31 кг)(310^6 м/с)^2

Ek = ((1.610^-19 Кл)(sin(30°)))/((1/2)(9.1110^-31 кг)(310^6 м/с)^2)

Ek ≈ 4.17*10^-20 Дж

Напряженность поля конденсатора вычисляется по формуле:
E = U/d

Где U - энергия электрона, d - расстояние между пластинами конденсатора (20 см = 0.2 м).

E = (4.1710^-20 Дж)/(0.2 м) ≈ 2.0810^-19 В/м

Итак, напряженность поля конденсатора равна примерно 2.08*10^19 В/м.