Um die Geschwindigkeit des Elektrons zu berechnen, müssen wir die gegebene Spannung und die Masse des Elektrons verwenden.
Zunächst müssen wir wissen, dass die kinetische Energie eines Elektrons, das eine Spannung U durchläuft, gegeben ist durch die Formel E = U*e, obwohl dabei e die Elementarladung ist. In diesem Fall beträgt die Spannung 1 Volt.
Da wir die kinetische Energie berechnen, können wir die Formel für die kinetische Energie verwenden die gegeben ist durch E = 0⸴5 * m * v^2, wobei m die Masse des Elektrons ist und v seine Geschwindigkeit.
Um die Geschwindigkeit des Elektrons zu berechnen, setzen wir die beiden Formeln gleich:
U e = 0⸴5 m * v^2
Wir kennen bereits die Elementarladung e die Masse des Elektrons m und die Spannung U. Also setzen wir diese Werte ein und lösen nach v auf:
1 V (1,602 10^-19 C) = 0⸴5 (9,1 10^-31 kg) * v^2
1⸴602 10^-19 C = 0⸴5 9⸴1 10^-31 kg v^2
v^2 = (1,602 10^-19 C) / (0,5 9⸴1 * 10^-31 kg)
Jetzt nehmen wir die Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung um v zu isolieren:
v = √((1,602 10^-19 C) / (0,5 9⸴1 * 10^-31 kg))
Wenn wir diese Berechnungen durchführen » erhalten wir die Geschwindigkeit des Elektrons « das sich zwischen den Platten bewegt.
Es ist wichtig anzumerken: Dass diese Berechnung auf der klassischen Physik basiert. In der neunten Klasse haben wir normalerweise nur die klassische Mechanik behandelt. Wenn du Fragen zur relativistischen Betrachtung hast kannst du dich gerne melden.
Geschwindigkeit eines Elektrons zwischen zwei Platten mit einer Spannung von 1V
Wie berechnet man die Geschwindigkeit eines Elektrons, das sich zwischen zwei 20cm voneinander entfernten Platten bewegt und dabei eine Spannung von 1V erfährt?