Для начала переведем скорость электрона в систему СИ: 4 * 10^9 см/с = 4 * 10^7 м/с
Определим время нахождения электрона в конденсаторе: t = L/v = (0.05 м) / (4 * 10^7 м/с) = 1.25 * 10^-9 с
Рассчитаем ускорение электрона в электрическом поле: a = qE/m, где E = U/d a = qU/md = (1.6 * 10^-19 Кл * 300 В) / (9.1 * 10^-31 кг * 0.01 м) ≈ 5.27 * 10^15 м/с^2
Найдем вертикальное смещение электрона: y = (1/2)at^2 = 0.5 * 5.27 * 10^15 м/с^2 * (1.25 * 10^-9 с)^2 ≈ 0.0041 м = 4.1 мм
Ответ: 4.1 мм
Энергия, приобретенная электронами: E = qU = 1.6 * 10^-19 Кл * 5000 В = 8 * 10^-16 Дж
Скорость электронов: v = sqrt(2E/m) = sqrt(2 * 8 * 10^-16 Дж / 9.1 * 10^-31 кг) ≈ 4.19 * 10^7 м/с
Время нахождения электронов в конденсаторе: t = L/v = 0.05 м / (4.19 * 10^7 м/с) ≈ 1.19 * 10^-9 с
Чтобы электроны не вылетели, вертикальное смещение должно быть не больше половины расстояния между пластинами (0.005 м). Максимальное смещение: y = 0.005 м
Ускорение: a = 2y/t^2 = 2 * 0.005 м / (1.19 * 10^-9 с)^2 ≈ 7.06 * 10^15 м/с^2
Напряжение: U = mad/q = (9.1 * 10^-31 кг * 7.06 * 10^15 м/с^2 * 0.01 м) / (1.6 * 10^-19 Кл) ≈ 400 В
Ответ: 400 В
Смещение электронов: y = 0.002 м, путь: L = 0.04 м
Ускорение: y = (1/2)at^2, где t = L/v a = 2yv^2/L^2
Сила: F = qE = ma, где E = 22.5 * 10^3 В/м a = qE/m = (1.6 * 10^-19 Кл * 22.5 * 10^3 В/м) / (9.1 * 10^-31 кг) ≈ 3.96 * 10^15 м/с^2
Найдем скорость электронов: v = sqrt((aL^2)/(2y)) = sqrt((3.96 * 10^15 м/с^2 * (0.04 м)^2) / (2 * 0.002 м)) ≈ 1.26 * 10^7 м/с
Кинетическая энергия: K = (1/2)mv^2 = 0.5 * 9.1 * 10^-31 кг * (1.26 * 10^7 м/с)^2 ≈ 7.24 * 10^-17 Дж
Ответ: 1.26 * 10^7 м/с, 7.24 * 10^-17 Дж
Ускорение a = qE/m
Время движения t = L/(v*cos(alpha))
Начальная кинетическая энергия: E_k = (q^2 * E^2 * L^2) / (2*m*delta_v^2)
Ответ: (q^2 * E^2 * L^2) / (2*m*delta_v^2)