Краткое пояснение: В вакууме, при условии, что ток не ограничен эмиссионной способностью катода, сила тока зависит от напряжения между анодом и катодом по закону potência, где сила тока пропорциональна напряжению в степени 3/2.
Пошаговое решение:
- В задаче говорится об ускоряющем напряжении в пушке. Для электронного пучка в вакууме, когда поток электронов неограничен эмиссией катода, справедлив закон, связывающий силу тока (I) и напряжение (U) между анодом и катодом:
\( I = aU^{3/2} \)
, где 'a' — некоторая постоянная, зависящая от геометрии электродов. - Пусть начальное ускоряющее напряжение равно \( U_1 \) и соответствующая сила тока равна \( I_1 \). Тогда
\( I_1 = aU_1^{3/2} \)
- Если ускоряющее напряжение увеличить в 2 раза, то новое напряжение будет \( U_2 = 2U_1 \).
- Новая сила тока \( I_2 \) будет равна:
\( I_2 = aU_2^{3/2} = a(2U_1)^{3/2} = a · 2^{3/2} · U_1^{3/2} \)
- Выразим \( I_2 \) через \( I_1 \):
\( I_2 = 2^{3/2} · (aU_1^{3/2}) = 2^{3/2} · I_1 \)
- Вычислим \( 2^{3/2} \):
\( 2^{3/2} = (√{2})^3 = √{2} · √{2} · √{2} = 2·√{2} ≈ 2 · 1.414 ≈ 2.828 \)
- Таким образом, сила тока возрастёт примерно в \( 2·√{2} \) раза. Однако, среди предложенных вариантов нет такого ответа. Проверим условие и варианты. Возможно, имеется в виду упрощение или конкретный режим работы.
- Пересмотрим варианты: √2 ≈ 1.41, 2, 4.
Если бы зависимость была линейной (I ~ U), то при увеличении напряжения в 2 раза ток бы увеличился в 2 раза (вариант 3).
Если бы зависимость была квадратичной (I ~ U^2), то при увеличении напряжения в 2 раза ток бы увеличился в 4 раза (вариант 4).
Зависимость \( I \propto U^{3/2} \) является промежуточной. \( 2^{3/2} \) ≈ 2.828. Этот результат не соответствует ни одному из вариантов напрямую. - Рассмотрим предложенные варианты:
1) не изменится
2) возрастёт примерно в \( √{2} \) раза (≈ 1.41)
3) возрастёт примерно в 2 раза
4) возрастёт примерно в 4 раза
Наиболее близким к \( 2·√{2} \) (≈ 2.828) является вариант 3) - возрастёт примерно в 2 раза. Но это не совсем точно.
Перечитаем условие: "ускоряющее напряжение в пушке". Если речь идет о ускорении электронов, то их энергия пропорциональна \( U \), а скорость \( √{U} \). Сила тока в вакууме при определенных условиях (особенно при ограниченной эмиссии катода) может зависеть от напряжения по закону \( I ∝ U^{3/2} \)
.
В данном случае, если мы увеличим напряжение в 2 раза, то \( I \rightarrow (2U)^{3/2} = 2^{3/2} U^{3/2} = 2·√{2} U^{3/2} \).
\( 2·√{2} \) ≈ 2.828.
Есть вероятность, что в задании либо ошибка, либо подразумевается какой-то особый случай.
Однако, если посмотреть на другие варианты, то вариант 2)