Потенциал металлического шара 300 В. Какую минимальную скорость необходимо сообщить электрону, чтобы удалить его с поверхности шара на большое расстояние?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы выйти с поверхности металлического шара, электрону необходимо преодолеть работу выхода. Работа выхода определяется по формуле:

(W = eU),

где e - заряд электрона (e = 1,6 * 10^-19 Кл), U - потенциал металлического шара (U = 300 В).

Подставляя значения, получим:

(W = 1,6 10^-19 300 = 4,8 * 10^-17 Дж).

Минимальная кинетическая энергия электрона соответствует работе выхода:

(K = eU = 4,8 * 10^-17 Дж).

Кинетическая энергия электрона связана с его скоростью по формуле:

(K = \frac{mv^2}{2}),

где m - масса электрона (m = 9,1 * 10^-31 кг), v - скорость электрона.

Подставляя значения, получим:

(4,8 10^-17 = \frac{9,1 10^-31 * v^2}{2}),

(v^2 = \frac{2 4,8 10^-17}{9,1 * 10^-31} = 10^14).

Отсюда, скорость электрона:

(v = \sqrt{10^14} \approx 10^7 м/с).

Таким образом, минимальная скорость, которую необходимо сообщить электрону для того чтобы удалить его с поверхности шара на большое расстояние, составляет около 10^7 м/с.