ЯК знайти швидкість електрона :: як порахувати швидкість електрона

Відповідно до загальноприйнятої планетарної моделі атома, будь 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

Наприклад, вам треба вирішити таке завдання. Електрон рухається в однорідному магнітному полі з величиною індукції В, описуючи при цьому ідеально кругову траєкторію. На нього діє сила Лоренца Fл. Доцентровийприскорення електрона одно «а». Потрібно обчислити швидкість руху електрона.

Для початку згадайте, що таке сила Лоренца і як вона обчислюється. Це сила, з якою електромагнітне поле діє на одиничну заряджену частку. У вашому випадку, за умовами завдання (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 завдання, величина заряду електрона е легко знаходиться в будь-якому довіднику.

З іншого боку, силу Лоренца (як і будь-яку іншу силу) можна виразити за такою формулою: Fл = ma. Величина маси електрона m також без праці перебуває за допомогою довідкової літератури.

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 завдання, так і знайдені самостійно), отримаєте відповідь.

Ну, а як бути, наприклад, якщо вам невідома ні величина індукції В, ні сила Лоренца Fл, а замість них даний лише радіус кола r, по якій обертається той самий електрон? Як у такому разі визначити його швидкість? Згадайте формулу доцентровий прискорення: а = v2 / r. Звідси: v2 = ar. Після вилучення квадратного кореня з творів величин центростремительного прискорення і радіусу кола, ви й отримаєте шукану швидкість електрона.