К горизонтально расположенным пластинам конденсатора в электронно-лучевой трубке подано напряжение 3,2 В. Электроны входят в пространство между пластинами параллельно им со скоростью 3 • 10^6 м/с. Какое смещение будет у электронного пучка? Расстояние между пластинами составляет 2 см, а их длина — 4 см.

Физика 11 класс Электрическое поле и его влияние на заряженные частицы конденсатор электронно-лучевая трубка смещение электронного пучка напряжение скорость электронов расстояние между пластинами физика задачи по физике Новый

Чтобы найти смещение электронного пучка, нам нужно рассмотреть, как электроны будут двигаться в электрическом поле, созданном между пластинами конденсатора.

Шаг 1: Определим силу, действующую на электроны.

Электрическое поле (E) между пластинами можно найти по формуле:

• E = U/d

где U — напряжение (3,2 В), а d — расстояние между пластинами (2 см = 0,02 м).

Таким образом, подставляем значения:

• E = 3,2 В / 0,02 м = 160 В/м.

Шаг 2: Найдем силу, действующую на электрон.

Сила (F), действующая на электрон, рассчитывается по формуле:

• F = e * E

где e — заряд электрона (примерно 1,6 * 10^-19 Кл).

Теперь подставим значения:

• F = 1,6 * 10^-19 Кл * 160 В/м = 2,56 * 10^-17 Н.

Шаг 3: Найдем ускорение электрона.

Ускорение (a) можно найти по формуле второго закона Ньютона:

• a = F/m

где m — масса электрона (примерно 9,11 * 10^-31 кг).

Подставим значения:

• a = (2,56 * 10^-17 Н) / (9,11 * 10^-31 кг) ≈ 2,81 * 10^13 м/с².

Шаг 4: Найдем время, которое электроны проводят между пластинами.

Время (t) можно найти, зная длину пластин (L = 4 см = 0,04 м) и скорость (v = 3 * 10^6 м/с):

• t = L/v = 0,04 м / (3 * 10^6 м/с) ≈ 1,33 * 10^-8 с.

Шаг 5: Найдем смещение (y) электронного пучка.

Смещение можно найти по формуле для перемещения при равномерно ускоренном движении:

• y = (1/2) * a * t².

Теперь подставим значения:

• y = (1/2) * (2,81 * 10^13 м/с²) * (1,33 * 10^-8 с)² ≈ 2,48 * 10^-6 м.

Шаг 6: Преобразуем смещение в сантиметры.

Смещение в сантиметрах:

• y ≈ 2,48 * 10^-6 м * 100 см/м ≈ 0,000248 см.

Ответ: Смещение электронного пучка составит примерно 0,000248 см, или 0,248 мм.