Какова чувствительность системы, если электрон, ускоренный разностью потенциалов U, движется перпендикулярно к линиям напряженности поля плоского конденсатора? Размеры конденсатора включают длину пластин l, расстояние между пластинами d и расстояние от края конденсатора до экрана.
Snezhka
Чтобы определить чувствительность системы, необходимо рассмотреть влияние изменения разности потенциалов U на движение электрона внутри плоского конденсатора. Для этого отметим, что сила F, действующая на электрон в электрическом поле, определяется как произведение заряда электрона q на напряженность поля E:
В плоском конденсаторе напряженность поля E равномерна и определяется как разность потенциалов U между пластинами конденсатора, деленная на расстояние между пластинами d:
Теперь мы можем найти силу, действующую на электрон. Поскольку электрон движется перпендикулярно к линиям напряженности поля, сила F будет оказывать перпендикулярное к ее направлению ускорение a:
где m - масса электрона. Далее можно воспользоваться уравнением Ньютона второго закона:
Подставив значение силы F, получим:
Поскольку известно, что ускорение a равно изменению скорости v в единицу времени t (a = ), мы можем переписать уравнение следующим образом:
Теперь можем найти выражение для чувствительности системы, определяемой как отношение изменения скорости v к изменению разности потенциалов U:
Для этого продифференцируем уравнение по времени t:
Используем определение чувствительности S:
Таким образом, чувствительность системы определяется отношением заряда электрона q к произведению массы электрона m и расстояния между пластинами конденсатора d, деленному на скорость изменения разности потенциалов dU/dt.
Пожалуйста, обратите внимание, что в данном ответе мы определили чувствительность системы исходя из данных, предоставленных в задаче. При решении подобных задач в реальном мире может потребоваться более подробный анализ и учет других факторов, таких как эффекты от окружающей среды или точная геометрия конденсатора.
В плоском конденсаторе напряженность поля E равномерна и определяется как разность потенциалов U между пластинами конденсатора, деленная на расстояние между пластинами d:
Теперь мы можем найти силу, действующую на электрон. Поскольку электрон движется перпендикулярно к линиям напряженности поля, сила F будет оказывать перпендикулярное к ее направлению ускорение a:
где m - масса электрона. Далее можно воспользоваться уравнением Ньютона второго закона:
Подставив значение силы F, получим:
Поскольку известно, что ускорение a равно изменению скорости v в единицу времени t (a =
Теперь можем найти выражение для чувствительности системы, определяемой как отношение изменения скорости v к изменению разности потенциалов U:
Для этого продифференцируем уравнение по времени t:
Используем определение чувствительности S:
Таким образом, чувствительность системы определяется отношением заряда электрона q к произведению массы электрона m и расстояния между пластинами конденсатора d, деленному на скорость изменения разности потенциалов dU/dt.
Пожалуйста, обратите внимание, что в данном ответе мы определили чувствительность системы исходя из данных, предоставленных в задаче. При решении подобных задач в реальном мире может потребоваться более подробный анализ и учет других факторов, таких как эффекты от окружающей среды или точная геометрия конденсатора.
Знаешь ответ?