Bài 16.8* trang 40 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11
Chứng minh rằng trong ống tia catôt, vận tốc của êlectron khi đến anôt được tính theo công thức :
\(v = \sqrt {{{2eU} \over m}} \)
trong đó m là khối lượng và e là độ lớn điện tích của êlectron, U là hiệu điện thế giữa anôt A và catôt K của điôt chân không. Bỏ qua vận tốc ban đầu của electron khi mới bứt ra khỏi catôt.
Trả lời:
Gọi U là hiệu điện thế giữa anôt và catôt. Trong điôt chân không, êlectron chịu tác dụng của lực điện trường, bay từ catôt đến anôt. Khi đó độ biến thiên động năng của êlectron có giá trị bằng công của lực điện trường :
\({{m{v^2}} \over 2} - {{mv_0^2} \over 2} = eU\)
Vì vận tốc chuyển động nhiệt của êlectron khá nhỏ có thể bỏ qua, nên có thể xem như êlectron rời khỏi catôt với vận tốc v0 = 0. Như vậy, ta suy ra :
\({{m{v^2}} \over 2} = eU \Rightarrow v = \sqrt {{{2eU} \over m}} \)
Bài 16.9 trang 40 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11
Xác định vận tốc của êlectron bay trone điện trường giữa anôt và catot của ống tia catôt khi hiệu điện thế giữa hai điện cực này là UAK = 2400 V. Cho biết êlectron có khối lượng m = 9,1,10-31 kg và điện tích -e = -1,6.10-19 C. Coi rằng êlectron bay ra khỏi catôt với vận tốc v0 = 0.
Trả lời:
Áp dụng công thức chứng minh được trong bài tập 16.8*:
\(v = \sqrt {{{2eU} \over m}} \)
Thay số ta tìm được:
\(v = \sqrt {{{{{2.1,6.10}^{ - 19}}.2400} \over {{{9,1.10}^{ - 31}}}}} \approx {2,9.10^7}m/s.\)
Bài 16.10 trang 40 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11
Xác định vận tốc chuỵển động nhiệt u của êlectron khi nó vừa bay ra khỏi catôt ở nhiệt độ T = 2000 K trong đèn điôt chân không. Cho biết êlectron có khối lượng m = 9,1.10-31kg và năng lượng chuyển động nhiệt ở nhiệt độ T là \(\varepsilon = {{3kT} \over 2}\), với k = 1,38.10-23 J/K
Trả lời:
Ở nhiệt độ T, electron có động năng \(${{\rm{W}}_d} = {{m{u^2}} \over 2}$\) đúng bằng năng lượng chuyển động nhiệt \(\varepsilon = {{3kT} \over 2}\) của nó, tức là:
\(${{m{u^2}} \over 2} = {{3kT} \over 2}$\)
Từ đó suy ra vận tốc chuyển động nhiệt của êlectron ở nhiệt đô T = 2000K:
\(u = \sqrt {{{3kT} \over m}} = \sqrt {{{{{3.1,38.10}^{ - 23}}.2000} \over {{{9,1.10}^{ - 31}}}}} \approx {3.10^5}m/s\)
congdong.edu.vn