Як знайти швидкість електрона


 

Відповідно до загальноприйнятої планетарної моделі атома, будь-який атом подібний Сонячній системі. Роль Сонця грає масивне ядро ​​в центрі (де зосереджені протони, що несуть позитивні заряди), навколо якого обертаються негативно заряджені електрони. В цілому атом нейтральний, оскільки кількість протонів і електронів однаково, а нейтрони, що знаходяться в ядрі разом з протонами, не несуть взагалі ніякого заряду.



Інструкція

  1. Наприклад, вам треба вирішити таку задачу. Електрон рухається в однорідному магнітному полі з величиною індукції В, описуючи при цьому ідеально кругову траєкторію. На нього діє сила Лоренца Fл. Доцентрове прискорення електрона одно «а». Потрібно обчислити швидкість руху електрона.
  2. Для початку згадайте, що таке сила Лоренца і як вона обчислюється. Це сила, з якою електромагнітне поле діє на одиничну заряджену частинку. У вашому випадку, за умовами задачі (електрон знаходиться в магнітному полі, рухається по колу постійного радіуса), сила Лоренца буде доцентровою силою і обчислюватися за такою формулою: Fл = еvB. Величини Fл і В вам дано за умовами задачі, величина заряду електрона е легко знаходиться в будь-якому довіднику.
  3. З іншого боку, силу Лоренца (як і будь-яку іншу силу) можна виразити за наступною формулою: Fл = ma. Величина маси електрона m також без праці знаходиться за допомогою довідкової літератури.
  4. Зрівнюючи ці вирази, ви побачите, що evB одно ma. Єдина невідома вам величина — та сама швидкість v, яку і треба знайти. Шляхом елементарного перетворення, ви отримаєте: V = ma / eB. Підставивши в формулу відомі вам величини (як дані за умовами задачі, так і знайдені самостійно), отримаєте відповідь.
  5. Ну, а як бути, наприклад, якщо вам невідома ні величина індукції В, ні сила Лоренца Fл, а замість них дано лише радіус кола r, по якій обертається той самий електрон? Як в такому випадку визначити його швидкість? Згадайте формулу доцентрового прискорення: а = v2 / r. Звідси: v2 = ar. Після вилучення квадратного кореня з творів величин доцентровий прискорення і радіуса кола, ви й отримаєте шукану швидкість електрона.