В рентгеновской трубке электроны, достигая анода, имеют скорость 12 ⋅ 10^4 км/с. Какое напряжение необходимо подать на анод? Ответ округлите до целых. ПОМОГИТЕ ПЖ

Химия 9 класс Электрические явления в химии рентгеновская трубка скорость электронов напряжение анода расчет напряжения физика электроники Новый

Чтобы определить напряжение, необходимое для ускорения электронов до заданной скорости, мы можем использовать закон сохранения энергии. Кинетическая энергия электронов при достижении анода равна работе, совершенной электрическим полем на пути от катода к аноду. Формула для кинетической энергии (КЭ) выглядит следующим образом:

КЭ = (m * v^2) / 2

где:

• m - масса электрона (примерно 9.11 * 10^-31 кг),
• v - скорость электрона (в нашем случае 12 * 10^4 км/с).

Сначала преобразуем скорость из км/с в м/с:

12 * 10^4 км/с = 12 * 10^4 * 1000 м/с = 1.2 * 10^7 м/с.

Теперь подставим значение скорости в формулу для кинетической энергии:

КЭ = (9.11 * 10^-31 кг * (1.2 * 10^7 м/с)^2) / 2.

Теперь вычислим значение:

Сначала найдем (1.2 * 10^7)^2:

(1.2 * 10^7)^2 = 1.44 * 10^{14} м²/с².

Теперь подставим это значение в формулу для КЭ:

КЭ = (9.11 * 10^-31 кг * 1.44 * 10^{14} м²/с²) / 2.

Теперь вычислим:

КЭ = (1.3104 * 10^{-16} Дж) / 2 = 6.552 * 10^{-17} Дж.

Теперь, чтобы найти напряжение (U), используем формулу:

U = КЭ / q,

где q - заряд электрона (примерно 1.6 * 10^-19 Кл).

Теперь подставим значение КЭ и q:

U = (6.552 * 10^{-17} Дж) / (1.6 * 10^{-19} Кл).

Вычислим напряжение:

U = 409.5 В.

Округляя до целых, получаем:

Необходимое напряжение на аноде составляет 410 В.