Як знайти швидкість електрона
Відповідно до загальноприйнятої планетарної моделі атома, будь-який атом подібний до Сонячну систему. 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 F л. 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 частинку. 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: F л = еvB. Величини F л 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: F л = ma. Величина маси електрона m також без праці знаходиться 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 F л, а замість них дано лише радіус кола r, по якій обертається той самий електрон? Як в такому випадку визначити його швидкість. Згадайте формулу доцентровий прискорення: а = v2 / r. Звідси: v2 = ar. Після вилучення квадратного кореня з творів величин доцентровий прискорення і радіуса кола, ви і отримаєте шукану скоростьелектрона.