Fysik

Opgave om elektriske felter

23. maj 2015 af OleJespersen - Niveau: C-niveau

Jeg har sidder og har nogle problemer med denne fysik opgave. Ved ikke hvad jeg skal gøre for at løse den.

Opgaven lyder:

Elektronerne accelereres op i fart af en elektronkanon, inden de sendes ind i feltet mellem afbøjningspladerne.

Hvor stor skal accelerationsspændingen være, for at en spændingsforskel på10 volt mellem pladerne i det viste oscilloskop giver en lodret afbøjning y = 1 cm på skærmen?

Der er vedhæftet et billede hvor der står en række oplysninger man skal bruge for at kunne løse opgaven.

Håber nogen kan hjælpe.

Vedhæftet fil: Fysik.JPG

Brugbart svar (1)

Svar #1
23. maj 2015 af mathon

Elektronen antages at bevæge sig i vakuum, således at den kun påvirkes af de kendte felter, den i opgaven udsættes for.

Efter accelerationen påvirkes elektronen af et homogent elektrisk felt \overrightarrow{E} i den vandrette pladekapacitor således, at \overrightarrow{E} \perp \overrightarrow{v} og med en kort udstrækning l i bevægelsesretningen.

I løbet af tidsrummet $\tau =\frac{l}{v}$ opnår elektronen en hastighedsændring $\Delta \overrightarrow{v}$ vinkelret på $\Delta \overrightarrow{v}$
bestemt ved:
$e\cdot \overrightarrow{E}=$ masse • acceleration = $m_e\cdot \frac{\Delta \overrightarrow{v}}{\overrightarrow{v}}=m_e\cdot \frac{\Delta \overrightarrow{v}}{\tau }$

hvoraf

Banen afbøjes da med vinklen
$\alpha \approx \frac{\Delta v}{v}\approx \frac{e}{m_e}\cdot E\cdot \frac{l}{v^2}$ da $\tan(\alpha )$ $\approx \alpha$ for små vinkler.

dvs
$v^2 \approx \frac{e}{m_e}\cdot E\cdot \frac{l}{\alpha}$

$\frac{1}{2}\cdot m_e\cdot v^2=e\cdot U_{acc} \approx e\cdot E\cdot \frac{l}{2\cdot \alpha}$

U_{acc} \approx E\cdot \frac{l}{2\cdot \alpha}\; \; \; \; \; \alpha \approx \frac{1}{14,2}=0{,}070

\mathbf{\color{Red} U_{acc}}\approx \frac{10\; V}{0{,}021\; m}\cdot \frac{0{,}034\; m}{2\cdot 0{,}070}=\mathbf{\color{Red} 115{,}6\; V}

Brugbart svar (0)

Svar #2
23. maj 2015 af mathon

$U_{acc} \approx E\cdot \frac{l}{2\cdot \alpha}\; \; \; \; \; \alpha \approx \frac{1}{14,2}=0{,}070$

$\mathbf{\color{Red} U_{acc}}\approx \frac{10\; V}{0{,}021\; m}\cdot \frac{0{,}034\; m}{2\cdot 0{,}070}=\mathbf{\color{Red} 115{,}6\; V}$

Brugbart svar (0)

Svar #3
23. maj 2015 af mathon

gentagelse på grund af ulæseligheden:

Elektronen antages at bevæge sig i vakuum, således at den kun påvirkes af de kendte felter, den i opgaven udsættes for.

Efter accelerationen påvirkes elektronen af et homogent elektrisk felt $\overrightarrow{E}$ i den vandrette pladekapacitor således, at $\overrightarrow{E} \perp \overrightarrow{v}$ og med en kort udstrækning i bevægelsesretningen.

Skriv et svar til: Opgave om elektriske felter

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.