Physik Aufgabe zu Plattenkondensator-Geschwindigkeit des Elektrons?
Hallo, ich komme bei einer Physik aufgabe gerade nicht weiter, vielleicht könnt ihr mir helfen. Die Aufgabe lautet:
Ein Elektron befindet sich zunächst direkt neben der linken Platte eines Plattenkondensators. Die Platte ist negativ geladen. Der Kondensator ist mit einer Spannung von 300 Volt geladen. Der Plattenabstand beträgt d=5 cm. •Berechne die Geschwindigkeit mit der das Elektron das Loch in der rechten Platte passiert.
Mein bisheriger Ansatz war, dass ich die die elektrosche Feldstärke ausgerechnet habe, die 6 000n/c beträgt. Die Formel mit der ich die Aufgabe weiter berechnen muss ist doch E(kin)=1/2×m× (2×u×e/m) doch wie komme ich auf die fehlenden Angaben? Danke schonmal im Vorraus :)
1 Antwort
Das kannst du auch anders ansetzen:
Die Kinetische Energie eines Elektrons welche eine Spannungsdifferenz von 1V durchläuft ist 1eV.
Du hast hier die Spannung 300Volt, das ergibt eine Energie von 300eV.
Das entspricht 4,806*10^-17 J
Über die Formel der Kinetischen Energie E = v²*m/2 und mit der Elektronenmasse kommst du dann auf deine Geschwindigkeit.
Die Spannung ist ja die Ladungsbezogene Arbeit:
U = W/Q
bas ganze kannst du auf die Arbeit umformen:
W = U*Q
Somit wird durch das Elektrische Feld an der Ladung Q eine Arbeit verrichtet,welche die kinetische Energie erhöht.
In diesem Fall ist das Elektron zuerst in Ruhe daher Kinetische Energie = 0 und aus E = E0 + W wird dann E = W.
also haben wir hier:
E = U*Q
ein Elektron hat die Ladung e eigentlich -e, da uns aber nur der Betrag interessiert (die Richtung in welche das Elektron beschleunigt wird kennen wir ja) können wir schreiben:
E = U*e
Wenn du jetzt hier für U die Spannung 1V einsetzt ist das die Definition des Elektronenvolts
1eV = 1V*e
Der Umrechnungsfaktor zwischen Elektronenvolt und Joule ist somit e, also die Elementarladung.
Damit ergibt sich 1eV = 1,602*10^-19 J.
In der Physik in dem Bereich eigentlich immer mit Elektronenvolt als Energie gerechnet, weil 1eV einfach besser handhabbar ist als 1,602*10^-19J
Damit ergibt sich die einfache pseudo Formel, die Energie in Elektronenvolt entspricht der Spannungsdifferenz:
Eev = U
Dankeschön jetzt hab ich es verstanden:)
Dazu habe ich jetzt nochmal eine Frage, wie kommt man auf die 4,806*10^17? und ist die Spannungsdifferenz immer 1 eV oder gibt es da eine Formel?