Hogy kell ezt a fizika feladatot megoldani?

a) Az elektronok végsebességét a gyorsítófeszültség és az elektron fajlagos töltése közötti összefüggésből számíthatjuk ki. Az elektronra ható elektromos erő a gyorsítófeszültség miatt:

F = q * E,

ahol

F: elektromos erő,

q: elektron fajlagos töltése (1,7 * 10^11 C/kg),

E: elektromos térerősség.

A térerősség pedig a gyorsítófeszültség miatt:

E = U / d,

ahol

U: gyorsítófeszültség (1136 V),

d: gyorsítófeszültség lemezeinek távolsága.

Helyettesítsünk be az értékeket:

E = 1136 V / (2 cm) = 1136 V / (2 * 0.01 m) = 1136 V / 0.02 m = 56800 V/m.

Most már számíthatjuk az elektromos erőt:

F = (1,7 * 10^11 C/kg) * (56800 V/m) = 9,656 * 10^15 N/kg.

Az elektromos erőt a második Newton törvényével kapcsolatban a tömeggyorsulással is kapcsolatba hozhatjuk:

F = m * a,

ahol

m: elektron tömege,

a: gyorsulás.

Az elektron tömegét ismerjük (9,10938356 * 10^-31 kg), tehát számíthatjuk a gyorsulást:

a = F / m = (9,656 * 10^15 N/kg) / (9,10938356 * 10^-31 kg) ≈ 1,0604 * 10^26 m/s².

Most már számíthatjuk az elektronok végsebességét az alábbi kinematikai egyenlettel:

v = √(2 * a * s),

ahol

v: végsebesség,

a: gyorsulás,

s: a gyorsítás alatt megtett út.

A kezdősebesség elhanyagolható, így s = d = 0,02 m, mivel a távolság a gyorsítófeszültség lemezei között azonos a síkkondenzátor lemezei közötti távolsággal.

v = √(2 * 1,0604 * 10^26 m/s² * 0,02 m) ≈ √(2,1208 * 10^24 m²/s²) ≈ 1,457 * 10^12 m/s.

Tehát az elektronok végsebessége kb. 1,457 * 10^12 m/s.

b) A mágneses térrel való megakadályozáshoz az elektromos térben kifejtett erőt kell ellensúlyoznunk. Az elektromos térben ható erő:

F_m = q * v * B,

ahol

F_m: mágneses erő,

q: elektron fajlagos töltése (1,7 * 10^11 C/kg),

v: elektronok végsebessége (1,457 * 10^12 m/s),

B: mágneses indukció.

Az elektronok eltérülését megakadályozni azt jelenti, hogy a mágneses erő és az elektromos erőnek azonos nagyságú és ellentétes irányú kell legyen:

|F_m| = |F|.

Helyettesítsünk be az ismert értékeket:

q * v * B = (1,7 * 10^11 C/kg) * (1,457 * 10^12 m/s) * B = 9,656 * 10^15 N/kg.

B = (9,656 * 10^15 N/kg) / (1,7 * 10^11 C/kg * 1,457 * 10^12 m/s) ≈ 35,03 T.

Tehát az irányú és nagyságú mágneses indukció, amellyel megakadályozhatjuk az elektronnyaláb eltérülését a kondenzátor lemezei közötti áthaladás közben, kb. 35,03 T.

#1

egyrészt az a.) sokkal egyszerűbben megoldható energiamegmaradással:

Az elektromos térben az elektron elektromos energiája: töltés*potenciálkülönbség.

A mozgási energiája ... (ezt mindenki tudja).

A kettő egynlősége kiad egy egyenletet.

"Tehát az elektronok végsebessége kb. 1,457 * 10^12 m/s."

Az nem tünt fel, hogy ez túl nagy szám? A fénysebesség 300 000 km/s=3*10^8m/s.

#1

A b.) feladatot a ChatGPT oldotta meg? Mert annyira hiányzik belőle a valódi gondolkodás.

Hol volt a megoldásban felhasználva a 40V és a 2cm? Pedig azok határozzák meg az elektromos térerőt, aminek a hatását a mágneses térerősséggel ellensúlyozni kellene.

3 krwkco

Igazad van,szinte biztos, hogy 1-es a ChatGPT-vel oldatta meg. Ebből is látszik, hogy buta emberek kezében mennyire káros ez a ChatGPT baromság. Mellesleg mivel állítana elő 35 T indukciót?