Под каким напряжением работает рентгеновская трубка, если скорость электронов, достигших анода, составляет 1 10 8 м/с?

Под каким напряжением работает рентгеновская трубка, если скорость электронов, достигших анода, составляет 1 10 8 м/с?
Tatyana

Tatyana

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать закон сохранения энергии. Пусть \( V \) - искомое напряжение на рентгеновской трубке, \( m \) - масса электрона, \( v \) - его скорость, \( e \) - его заряд, \( U \) - потенциальная энергия электрона на аноде, \( K \) - его кинетическая энергия.
Согласно закону сохранения энергии, сумма потенциальной и кинетической энергии электрона должна остаться постоянной на всем пути его движения. Математически, это можно выразить следующим образом:

\[ U + K = \text{const} \]

Мы знаем, что на аноде скорость электронов составляет \( v = 1.1 \times 10^8 \) м/с. Выражая кинетическую энергию электрона через его массу и скорость, получаем следующее выражение:

\[ K = \frac{1}{2} m v^2 \]

Таким образом, уравнение сохранения энергии принимает вид:

\[ U + \frac{1}{2} m v^2 = \text{const} \]

Перенесем слагаемое с потенциальной энергией налево и обозначим его через \( V \) (напряжение на аноде):

\[ U = - \frac{1}{2} m v^2 + V \]

Таким образом, мы получили выражение для потенциальной энергии электрона, которое можно использовать для рассчета напряжения.

В данной задаче не заданы значения массы электрона и его заряда. Однако, мы можем использовать известные значения, заменив их на физические константы. Масса электрона \( m \) =~\( 9.10938356 \times 10^{-31} \) кг, а его заряд \( e \) =~\( 1.602176634 \times 10^{-19} \) Кл.

Подставляя значения в уравнение для потенциальной энергии, получим:

\[ U = - \frac{1}{2} \times 9.10938356 \times 10^{-31} \times (1.1 \times 10^8)^2 + V \]

Подсчитаем данное уравнение, получим:

\[ U = - 6.2552113068 \times 10^{-14} + V \]

Таким образом, напряжение на рентгеновской трубке составляет \( U = - 6.2552113068 \times 10^{-14} \) В + \( V \).

В данной задаче отсутствует информация о потенциале анода. Как следствие, мы не можем рассчитать точное значение напряжения на рентгеновской трубке без дополнительных данных. Однако, приведенное решение дает нам выражение для напряжения в зависимости от помехофакторов. Обратите внимание, что в данном случае отрицательный знак перед слагаемым связан с тем, что электронам необходимо преодолеть энергетический барьер на аноде.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello