Электрон, ускоренный из состояния покоя разностью потенциалов 300 В, влетел в пространство между пластинами плоского горизонтально расположенного конденсатора параллельно пластинам. Определить, на какое расстояние сместится электрон в вертикальном направлении за время движения внутри конденсатора, если расстояние между пластинами 15 мм, разность потенциалов 30 В и длина пластин 6 см. Ответ выразить в мм.
Для решения задачи используем формулу для расстояния смещения заряда в однородном электрическом поле:
d = h E / (q U),
где d - расстояние смещения, h - длина пластин, E - напряженность электрического поля, q - заряд электрона, U - разность потенциалов.
Напряженность электрического поля в конденсаторе равна E = U / h = 30 В / 6 см = 5 В/см = 5000 В/м.
Заряд электрона q = 1.6 * 10^-19 Кл.
Подставляем данные в формулу и находим расстояние смещения:
d = 6 см 5000 В/м / (1.6 10^-19 Кл * 300 В) = 0.125 мм = 125 мкм.
Таким образом, электрон сместится на 125 мкм в вертикальном направлении внутри конденсатора.