電子の速度を計算する方法

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著者: Robert Simon
作成日: 24 六月 2021
更新日: 16 11月 2024
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【大学化学】電子配置の基本(電子軌道、電子スピンなど)【無機化学】
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電子は原子の3つの基本構成要素の1つであり、他の2つは陽子と中性子です。電子は、亜原子粒子の標準であっても非常に小さく、それぞれの質量は9×10です-31 kg。

電子は正味の電荷を運ぶため、その値は1.6×10-19クーロン(C)、それらは通常の粒子が重力場または他の外力によって加速される方法に類似した方法で電磁場で加速されます。この電界電位差の値がわかっている場合、その影響下で移動する電子の速度(または速度)を計算できます。

ステップ1:関心のある方程式を特定する

日常の物理学では、動いている物体の運動エネルギーは(0.5)mvに等しいことを思い出してください。2ここで、mは質量、vは速度です。電磁気学の対応する方程式は次のとおりです。

qV =(0.5)mv2

ここで、m = 9×10-31 kgおよびq(単一電子の電荷)は1.6×10-19 C.

ステップ2:フィールド全体の電位差を決定する

電圧をモーターやバッテリーに関係するものとみなすようになったかもしれません。しかし、物理学では、電圧は電界内の空間の異なるポイント間の電位差です。ボールが下り坂を転がったり、流れる川によって下流に運ばれたりすると、負に帯電した電子が、陽極などの正に帯電したフィールドの領域に向かって移動します。

ステップ3:電子の速度を解く

Vの値を手にすると、方程式を並べ替えることができます

qV =(0.5)mv2

v =

たとえば、V = 100および上記の定数が与えられた場合、このフィールドの電子の速度は次のとおりです。

√ ÷ (9 × 10-31)

= √ 3.555 × 1013

6 x 106 ミズ