Задание 5 (2 балла): Электрон влетает в плоский конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 20 Мм/с. Напряженность поля в конденсаторе 25 кВ/м, длина конденсатора 80 мм. Найдите величину и направление скорости электрона в момент вылета из конденсатора.

Дано: (v_0 = 20 \cdot 10^6) м/с (E = 25 \cdot 10^3) В/м (l = 80 \cdot 10^{-3}) м (e = 1.6 \cdot 10^{-19}) Кл (m_e = 9.1 \cdot 10^{-31}) кг Ускорение электрона в поле конденсатора: (a = \frac{eE}{m_e} = \frac{1.6 \cdot 10^{-19} \cdot 25 \cdot 10^3}{9.1 \cdot 10^{-31}} \approx 4.396 \cdot 10^{15}) м/с² Время движения электрона в конденсаторе: (t = \frac{l}{v_0} = \frac{80 \cdot 10^{-3}}{20 \cdot 10^6} = 4 \cdot 10^{-9}) c Вертикальная составляющая скорости электрона при вылете: (v_y = at = 4.396 \cdot 10^{15} \cdot 4 \cdot 10^{-9} \approx 1.758 \cdot 10^7) м/с Горизонтальная составляющая скорости остается неизменной: (v_x = v_0 = 20 \cdot 10^6) м/с Полная скорость электрона при вылете: (v = \sqrt{v_x^2 + v_y^2} = \sqrt{(20 \cdot 10^6)^2 + (1.758 \cdot 10^7)^2} \approx 2.66 \cdot 10^7) м/с Направление скорости электрона: \(\theta = \arctan(\frac{v_y}{v_x}) = \arctan(\frac{1.758 \cdot 10^7}{20 \cdot 10^6}) \approx 41.3\) градуса Ответ: Величина скорости электрона при вылете примерно (2.66 \cdot 10^7) м/с, направлена под углом около 41.3 градуса к горизонтальной оси. Электрон отклоняется в сторону положительно заряженной пластины конденсатора, так как электрон имеет отрицательный заряд.