Обновить
1

Пользователь

Отправить сообщение

Да, скорость электрона изменится.

Вот пошаговое физическое обоснование:

1. Закон сохранения энергии

Поскольку электрон движется в статическом электрическом поле (консервативное поле) и мы пренебрегаем другими силами (гравитация/магнитное поле), его полная механическая энергия сохраняется.

E = K + U = const

Где K — кинетическая энергия, а U — потенциальная энергия. Для того чтобы скорость оставалась постоянной (K_{\text{начальная}} = K_{\text{конечная}}), потенциальная энергия в начальной и конечной точках должна быть одинаковой (U_{\text{начальная}} = U_{\text{конечная}}).

2. Электрический потенциал

Плоский конденсатор состоит из двух пластин с равными и противоположными зарядами (+Q и -Q). Хотя геометрия пластин симметрична, электрический потенциал не симметричен.

* Одна пластина находится под более высоким электрическим потенциалом (V_+).

* Другая пластина находится под более низким электрическим потенциалом (V_-).

Потенциал вдоль центральной оси конденсатора не возвращается к своему начальному значению после прохождения через него. Вместо этого он переходит от одного уровня потенциала на одной стороне к другому уровню потенциала на другой. Если мы примем потенциал в средней точке за 0, то потенциал на расстоянии d на положительной стороне будет примерно +V, а на расстоянии d на отрицательной стороне — примерно -V.

3. Сравнение точек

В условии задачи говорится, что измерения проводятся на «равных расстояниях» от пластин.

* До прохождения: электрон находится на одной стороне (например, около положительной пластины), где электрический потенциал равен V_1.

* После прохождения: электрон находится на противоположной стороне (например, около отрицательной пластины), где электрический потенциал равен V_2.

Поскольку пластины несут противоположные заряды, V_1 \neq V_2. Следовательно, потенциальная энергия электрона (U = qV) в двух точках различна.

Вывод

Поскольку потенциальная энергия изменяется (\Delta U \neq 0), кинетическая энергия должна измениться, чтобы сохранить полную энергию. Следовательно, скорость электрона изменяется.

* Если электрон летит с положительной стороны на отрицательную, его потенциальная энергия увеличивается (помните, электроны имеют отрицательный заряд), поэтому его кинетическая энергия и скорость уменьшаются.

* Если он летит с отрицательной стороны на положительную, его скорость увеличивается.

Информация

В рейтинге
Не участвует
Зарегистрирован
Активность