Какова кинетическая энергия электрона, который достигает полной энергии 1,511 МэВ? Ответ округлите до ближайшего целого

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся следующие физические формулы:

1. Формула для расчёта кинетической энергии:
Кинетическая энергия (КЭ) вычисляется с помощью формулы:
\[КЭ = \frac{1}{2}mv^2\],
где m - масса объекта (в данном случае электрона) и v - его скорость.

2. Формула для расчёта энергии в электронвольтах:
1 электронвольт (эВ) - это энергия, приобретаемая одним электроном, который перемещается через электрическое поле с напряжением 1 вольт.

Теперь перейдем к решению задачи.

Нам дано, что полная энергия электрона равна 1,511 МэВ. Нам нужно найти кинетическую энергию электрона.

1 МэВ (миллион электронвольт) = \(10^6\) эВ

Исходя из этого, найдем значение энергии в электронвольтах:

1,511 МэВ = 1,511 * \(10^6\) эВ

Теперь определим массу электрона. Масса электрона составляет приблизительно 9,11 * \(10^{-31}\) кг.

Теперь мы можем использовать формулу для расчета кинетической энергии:

\[КЭ = \frac{1}{2}mv^2\]

Так как нам дана полная энергия, нам нужно найти скорость электрона. Для этого воспользуемся следующей формулой:

Полная энергия = Кинетическая энергия + Потенциальная энергия

Так как электрон находится в однородном электростатическом поле (например, внутри конденсатора), то его потенциальная энергия равна 0.

Тогда мы можем записать:

Полная энергия = Кинетическая энергия

Теперь мы можем найти скорость электрона, используя формулу для кинетической энергии:

1,511 * \(10^6\) эВ = \(\frac{1}{2}\) * масса * скорость^2

Теперь нам нужно решить это уравнение относительно скорости. Для этого сначала выразим скорость:

скорость^2 = (2 * 1,511 * \(10^6\) эВ) / масса

Затем возьмем квадратный корень из обеих сторон уравнения:

скорость = \( \sqrt{\frac{2 * 1,511 * 10^6}{масса}} \)

Подставим значение массы электрона:

скорость = \( \sqrt{\frac{2 * 1,511 * 10^6}{9,11 * 10^{-31}}} \)

Теперь, когда мы получили скорость электрона, мы можем подставить ее в формулу кинетической энергии:

КЭ = \(\frac{1}{2}\) * масса * скорость^2

КЭ = \(\frac{1}{2}\) * 9,11 * \(10^{-31}\) * (скорость)^2

Так как мы уже нашли значение скорости, мы можем подставить ее в это выражение и решить уравнение:

КЭ = \(\frac{1}{2}\) * 9,11 * \(10^{-31}\) * ( \( \sqrt{\frac{2 * 1,511 * 10^6}{9,11 * 10^{-31}}} \))^2

После выполнения всех вычислений, округлим полученный результат до ближайшего целого числа.

Таким образом, мы можем найти кинетическую энергию электрона, который достигает полной энергии 1,511 МэВ.